آیا میدانید PMOSFET چیست؟

PMOSFET که به نیمه هادی اکسید فلزی کانال مثبت معروف است، نوع خاصی از ماسفت است. در زیر توضیح مفصلی از PMOSFET ارائه شده است:

I. ساختار اساسی و اصل کار

1. ساختار اساسی

PMOSFET ها دارای بسترهای نوع n و کانال های p هستند و ساختار آنها عمدتاً از یک دروازه (G)، یک منبع (S) و یک تخلیه (D) تشکیل شده است. در زیرلایه سیلیکونی نوع n دو ناحیه P+ وجود دارد که به ترتیب منبع و تخلیه هستند و از طریق کانال p به یکدیگر متصل می شوند. دروازه در بالای کانال قرار دارد و توسط یک لایه عایق اکسید فلزی از کانال جدا می شود.

2. اصول عملیات

PMOSFET ها مشابه NMOSFET ها عمل می کنند، اما با نوع مخالف حامل ها. در PMOSFET حامل های اصلی سوراخ ها هستند. هنگامی که یک ولتاژ منفی به دروازه نسبت به منبع اعمال می شود، یک لایه معکوس نوع p بر روی سطح سیلیکون نوع n زیر دروازه تشکیل می شود که به عنوان یک ترانشه برای اتصال منبع و تخلیه عمل می کند. تغییر ولتاژ گیت، چگالی سوراخ‌های کانال را تغییر می‌دهد و در نتیجه هدایت کانال را کنترل می‌کند. هنگامی که ولتاژ دروازه به اندازه کافی کم است، چگالی سوراخ ها در کانال به حد کافی بالا می رسد تا امکان هدایت بین منبع و تخلیه را فراهم کند. برعکس، کانال قطع می شود.

II. ویژگی ها و کاربردها

1. خصوصیات

تحرک کم: ترانزیستورهای MOS کانال P دارای تحرک سوراخ نسبتاً کمی هستند، بنابراین رسانایی ترانزیستورهای PMOS کمتر از ترانزیستورهای NMOS تحت همان هندسه و ولتاژ کاری یکسان است.

مناسب برای کاربردهای کم سرعت و فرکانس پایین: به دلیل تحرک کمتر، مدارهای مجتمع PMOS برای کاربردها در مناطق کم سرعت و فرکانس پایین مناسب تر هستند.

شرایط رسانایی: شرایط هدایت PMOSFET ها برخلاف NMOSFET است و به ولتاژ گیت کمتر از ولتاژ منبع نیاز دارد.

برنامه های کاربردی

سوئیچینگ سمت بالا: PMOSFET ها معمولاً در تنظیمات سوئیچینگ جانبی بالا استفاده می شوند که در آن منبع به منبع تغذیه مثبت و تخلیه به انتهای مثبت بار وصل می شود. هنگامی که PMOSFET هدایت می شود، انتهای مثبت بار را به منبع تغذیه مثبت متصل می کند و به جریان اجازه می دهد از بار عبور کند. این پیکربندی در زمینه هایی مانند مدیریت توان و درایوهای موتور بسیار رایج است.

مدارهای حفاظت معکوس: PMOSFET ها همچنین می توانند در مدارهای حفاظت معکوس استفاده شوند تا از آسیب به مدار ناشی از منبع تغذیه معکوس یا جریان برگشت بار جلوگیری کنند.

III. طراحی و ملاحظات

1. کنترل ولتاژ دروازه

هنگام طراحی مدارهای PMOSFET، کنترل دقیق ولتاژ دروازه برای اطمینان از عملکرد مناسب مورد نیاز است. از آنجایی که شرایط رسانایی PMOSFET ها برخلاف شرایط NMOSFET است، باید به قطبیت و بزرگی ولتاژ گیت توجه شود.

2. اتصال بار

هنگام اتصال بار، باید به قطبیت بار توجه شود تا اطمینان حاصل شود که جریان به درستی از PMOSFET عبور می کند و تأثیر بار بر عملکرد PMOSFET مانند افت ولتاژ، مصرف برق و غیره. ، همچنین باید مورد توجه قرار گیرد.

3. پایداری دما

عملکرد PMOSFET ها تا حد زیادی تحت تأثیر دما است، بنابراین تأثیر دما بر عملکرد PMOSFET ها باید در هنگام طراحی مدارها در نظر گرفته شود و اقدامات مربوطه باید برای بهبود پایداری دمایی مدارها انجام شود.

4. مدارهای حفاظتی

به منظور جلوگیری از آسیب دیدن PMOSFET در اثر جریان اضافی و اضافه ولتاژ در حین کار، لازم است مدارهای حفاظتی مانند حفاظت از اضافه جریان و حفاظت از اضافه ولتاژ در مدار نصب شود. این مدارهای حفاظتی می توانند به طور موثر از PMOSFET محافظت کرده و عمر مفید آن را افزایش دهند.

به طور خلاصه، PMOSFET نوعی ماسفت با ساختار و اصل کار خاص است. تحرک کم و مناسب بودن آن برای کاربردهای با سرعت کم و فرکانس پایین باعث شده است که به طور گسترده در زمینه های خاص قابل استفاده باشد. هنگام طراحی مدارهای PMOSFET، باید به کنترل ولتاژ دروازه، اتصالات بار، پایداری دما و مدارهای حفاظتی توجه شود تا از عملکرد مناسب و قابلیت اطمینان مدار اطمینان حاصل شود.