Τι είναι το PMOSFET, ξέρετε;

I. Βασική δομή και αρχή λειτουργίας

1. Βασική δομή

Τα PMOSFET έχουν υποστρώματα και κανάλια τύπου n και η δομή τους αποτελείται κυρίως από μια πύλη (G), μια πηγή (S) και μια αποχέτευση (D). Στο υπόστρωμα πυριτίου τύπου n, υπάρχουν δύο περιοχές P+ που χρησιμεύουν ως πηγή και αποστράγγιση, αντίστοιχα, και συνδέονται μεταξύ τους μέσω του καναλιού p. Η πύλη βρίσκεται πάνω από το κανάλι και απομονώνεται από το κανάλι με ένα μονωτικό στρώμα μεταλλικού οξειδίου.

2. Αρχές λειτουργίας

Τα PMOSFET λειτουργούν παρόμοια με τα NMOSFET, αλλά με τον αντίθετο τύπο φορέων. Σε ένα PMOSFET, οι κύριοι φορείς είναι οι τρύπες. Όταν εφαρμόζεται αρνητική τάση στην πύλη σε σχέση με την πηγή, σχηματίζεται ένα αντίστροφο στρώμα τύπου p στην επιφάνεια του πυριτίου τύπου n κάτω από την πύλη, το οποίο χρησιμεύει ως τάφρος που συνδέει την πηγή και την αποστράγγιση. Η αλλαγή της τάσης της πύλης αλλάζει την πυκνότητα των οπών στο κανάλι, ελέγχοντας έτσι την αγωγιμότητα του καναλιού. Όταν η τάση της πύλης είναι αρκετά χαμηλή, η πυκνότητα των οπών στο κανάλι φτάνει σε αρκετά υψηλό επίπεδο ώστε να επιτρέπεται η αγωγιμότητα μεταξύ της πηγής και της αποστράγγισης. αντίστροφα, το κανάλι κόβεται.

II. Χαρακτηριστικά και εφαρμογές

1. Χαρακτηριστικά

Χαμηλή κινητικότητα: Τα τρανζίστορ MOS καναλιού P έχουν σχετικά χαμηλή κινητικότητα οπών, επομένως η διαγωγιμότητα των τρανζίστορ PMOS είναι μικρότερη από αυτή των τρανζίστορ NMOS με την ίδια γεωμετρία και τάση λειτουργίας.

Κατάλληλο για εφαρμογές χαμηλής ταχύτητας και χαμηλής συχνότητας: Λόγω της χαμηλότερης κινητικότητας, τα ολοκληρωμένα κυκλώματα PMOS είναι πιο κατάλληλα για εφαρμογές σε περιοχές χαμηλής ταχύτητας και χαμηλής συχνότητας.

Συνθήκες αγωγιμότητας: Οι συνθήκες αγωγιμότητας των PMOSFET είναι αντίθετες από αυτές των NMOSFET, απαιτώντας τάση πύλης χαμηλότερη από την τάση πηγής.

 

1. Εφαρμογές

Εναλλαγή υψηλής πλευράς: Τα PMOSFET χρησιμοποιούνται συνήθως σε διαμορφώσεις μεταγωγής υψηλής πλευράς όπου η πηγή είναι συνδεδεμένη στη θετική παροχή και η αποστράγγιση συνδέεται στο θετικό άκρο του φορτίου. Όταν το PMOSFET άγει, συνδέει το θετικό άκρο του φορτίου με τη θετική παροχή, επιτρέποντας τη ροή ρεύματος μέσω του φορτίου. Αυτή η διαμόρφωση είναι πολύ συνηθισμένη σε τομείς όπως η διαχείριση ισχύος και οι ηλεκτροκινητήρες.

Κυκλώματα αντίστροφης προστασίας: Τα PMOSFET μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε κυκλώματα αντίστροφης προστασίας για την αποφυγή ζημιάς στο κύκλωμα που προκαλείται από αντίστροφη παροχή ρεύματος ή αντίστροφη ροή ρεύματος φορτίου.

III. Σχεδιασμός και προβληματισμοί

1. ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΑΣΗΣ ΠΥΛΑΣ

Κατά το σχεδιασμό κυκλωμάτων PMOSFET, απαιτείται ακριβής έλεγχος της τάσης της πύλης για να διασφαλιστεί η σωστή λειτουργία. Δεδομένου ότι οι συνθήκες αγωγιμότητας των PMOSFET είναι αντίθετες με αυτές των NMOSFET, πρέπει να δοθεί προσοχή στην πολικότητα και το μέγεθος της τάσης της πύλης.

2. Σύνδεση φόρτωσης

Κατά τη σύνδεση του φορτίου, πρέπει να δοθεί προσοχή στην πολικότητα του φορτίου για να διασφαλιστεί ότι το ρεύμα ρέει σωστά μέσω του PMOSFET και στην επίδραση του φορτίου στην απόδοση του PMOSFET, όπως πτώση τάσης, κατανάλωση ρεύματος κ.λπ. , πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη.

3. Σταθερότητα θερμοκρασίας

Η απόδοση των PMOSFET επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία, επομένως η επίδραση της θερμοκρασίας στην απόδοση των PMOSFET πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά το σχεδιασμό κυκλωμάτων και πρέπει να ληφθούν αντίστοιχα μέτρα για τη βελτίωση της σταθερότητας θερμοκρασίας των κυκλωμάτων.

4. Κυκλώματα προστασίας

Προκειμένου να αποφευχθεί η καταστροφή των PMOSFET από υπερένταση και υπέρταση κατά τη λειτουργία, πρέπει να εγκατασταθούν στο κύκλωμα κυκλώματα προστασίας, όπως προστασία από υπερένταση και υπέρταση. Αυτά τα κυκλώματα προστασίας μπορούν να προστατεύσουν αποτελεσματικά το PMOSFET και να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής του.

 

Συνοπτικά, το PMOSFET είναι ένας τύπος MOSFET με ειδική δομή και αρχή λειτουργίας. Η χαμηλή κινητικότητά του και η καταλληλότητά του για εφαρμογές χαμηλής ταχύτητας και χαμηλής συχνότητας το καθιστούν ευρέως εφαρμόσιμο σε συγκεκριμένους τομείς. Κατά το σχεδιασμό κυκλωμάτων PMOSFET, πρέπει να δοθεί προσοχή στον έλεγχο της τάσης πύλης, στις συνδέσεις φορτίου, στη σταθερότητα της θερμοκρασίας και στα κυκλώματα προστασίας για να διασφαλιστεί η σωστή λειτουργία και αξιοπιστία του κυκλώματος.