Il MOSFET è un dispositivo a tre terminali, controllato in tensione, ad alta impedenza di ingresso e unipolare che sono componenti essenziali in diversi circuiti elettronici. Generalmente, questi dispositivi sono classificati in due tipi di potenziamento Mosfet & Mosfet di esaurimento in base al fatto che i canali siano nelle condizioni predefinite o meno. Ancora una volta, i MOSFET di potenziamento sono classificati in MOSFET di potenziamento del canale p e i MOSFET di potenziamento e esaurimento del canale n sono classificati in MOSFET a esaurimento del canale p e a esaurimento del canale n. Quindi questo articolo discute uno dei tipi di MOSFET come MOSFET a canale P .
Cos'è il MOSFET a canale P?
Un tipo di MOSFET in cui il canale è composto da una maggioranza di portatori di carica come buchi è noto come MOSFET a canale p. Una volta attivato questo MOSFET, la maggior parte dei portatori di carica come i buchi si sposterà attraverso il canale. Questo MOSFET è in contrasto con il MOSFET a canale N perché nel MOSFET N la maggior parte dei portatori di carica sono elettroni. Il Simboli MOSFET a canale P in modalità miglioramento e modalità esaurimento sono mostrati di seguito.
Il MOSFET a canale P include una regione a canale P che è disposta tra i due terminali come source (S) e drain (D) e il corpo è una regione n. Simile al MOSFET a canale N, questo tipo di MOSFET include anche tre terminali come source, drain e gate. Qui, entrambi i terminali di sorgente e di drenaggio sono pesantemente drogati con materiali di tipo p e il tipo di substrato utilizzato in questo MOSFET è di tipo n.
Lavorando
La maggior parte dei portatori di carica nei MOSFET a canale P sono lacune in cui questi portatori di carica hanno una mobilità ridotta rispetto all'elettrone utilizzato all'interno dei MOSFET a canale N. La principale differenza tra il MOSFET a canale p e il MOSFET a canale n è che nel canale p è necessaria una tensione negativa dal Vgs (dal terminale di gate alla sorgente) per attivare il MOSFET mentre, nel canale n, è necessaria una tensione VGS positiva. Quindi questo rende il MOSFET di tipo P-Channel un'opzione perfetta per gli switch high-side.
Ogni volta che diamo la tensione negativa (-) al terminale di gate di questo MOSFET, i portatori di carica disponibili sotto lo strato di ossido come gli elettroni vengono spinti verso il basso nel substrato. Quindi la regione di svuotamento occupata dai buchi è collegata agli atomi donatori. Quindi, la tensione di gate negativa (-) attirerà i fori dalla regione di drenaggio e dalla sorgente p+ nella regione del canale.
Si prega di fare riferimento a questo link per saperne di più MOSFET come interruttore
Tipi di MOSFET a canale P
Sono disponibili due tipi di MOSFET a canale p MOSFET a potenziamento del canale P e MOSFET a svuotamento del canale P.
MOSFET di potenziamento del canale P
Il MOSFET di potenziamento del canale p è progettato semplicemente con un substrato n leggermente drogato. Qui, due materiali di tipo p fortemente drogati sono separati attraverso la lunghezza del canale come 'L'. Il sottile strato di biossido di silicio si deposita sul substrato che normalmente viene chiamato strato dielettrico.
In questo MOSFET, i due materiali di tipo P formano la sorgente (S) e lo scarico (D) e l'alluminio viene utilizzato come placcatura sul dielettrico per formare il terminale di gate (G). Qui, la sorgente del MOSFET e il corpo sono semplicemente collegati al GND.
Quando viene applicata una tensione negativa al terminale di gate (G), la concentrazione +ve delle cariche verrà stabilizzata sotto lo strato dielettrico a causa dell'effetto della capacità. Gli elettroni disponibili sul substrato n a causa delle forze repulsive verranno spostati.
Quando viene applicata una tensione negativa al terminale di drain, la tensione negativa all'interno della regione di drain diminuisce, la differenza di tensione tra gate e drain diminuisce, quindi la larghezza del canale conduttivo viene ridotta verso la regione di drain e la corrente viene fornita dalla sorgente allo scarico.
Il canale formato all'interno del MOSFET fornisce resistenza al flusso di corrente dalla sorgente allo scarico. Qui, la resistenza del canale dipende principalmente dalla vista laterale del canale e di nuovo la sezione trasversale di questo canale dipende dalla tensione negativa applicata al terminale del gate. Pertanto, il flusso di corrente dalla sorgente allo scarico può essere controllato attraverso la tensione applicata al terminale di gate, quindi il MOSFET è noto come dispositivo controllato in tensione. Quando la concentrazione del foro forma il canale e il flusso di corrente attraverso il canale viene migliorato a causa di un aumento della tensione di gate negativa, quindi questo è noto come MOSFET di potenziamento del canale P.
MOSFET ad esaurimento del canale P
La costruzione del MOSFET a esaurimento del canale p è invertita in MOSFET a esaurimento del canale n. Il canale in questo MOSFET è pre-costruito a causa delle impurità di tipo p disponibili in esso. Una volta applicata la tensione negativa (-) al terminale di gate, i portatori di carica di minoranza come gli elettroni di tipo n vengono attratti verso il canale di tipo p. In questa condizione, una volta che uno scarico è polarizzato inversamente, il dispositivo inizia a condurre anche se, quando la tensione negativa all'interno dello scarico viene aumentata, si traduce nella formazione dello strato di esaurimento.
Questa regione dipende principalmente dalla concentrazione di strati formati a causa dei fori. La larghezza della regione dello strato di svuotamento influenzerà il valore di conducibilità del canale. Quindi, dalle variazioni dei valori di tensione della regione, il flusso di corrente viene controllato. Alla fine, il gate e il drain rimarranno alla polarità negativa mentre la sorgente rimane al valore '0'.
Come si usa il Mosfet a canale P?
Di seguito è mostrato il circuito dell'interruttore MOSFET complementare per il controllo del motore. Questo circuito di commutazione utilizza due MOSFET come il canale P e il canale N per controllare il motore in entrambe le direzioni. In questo circuito, questi due MOSFET sono semplicemente collegati per generare un interruttore bidirezionale utilizzando una doppia alimentazione attraverso il motore collegato tra lo scarico comune e il riferimento GND.
Una volta che la tensione di ingresso è BASSA, il MOSFET a canale P collegato nel circuito verrà attivato e il MOSFET a canale N verrà spento perché la sua giunzione gate-source è polarizzata negativamente, di conseguenza il motore nel circuito gira in una direzione. In questo caso, il motore viene azionato utilizzando la guida di alimentazione +VDD.
Allo stesso modo, quando l'ingresso è ALTO, il MOSFET a canale N si accende e il dispositivo a canale P si spegne perché la sua giunzione gate-source è polarizzata positivamente. Ora il motore gira nella direzione inversa perché la tensione del terminale del motore è stata invertita quando viene alimentato attraverso la guida di alimentazione -VDD.
Successivamente, per la direzione di avanzamento del motore, si utilizza il MOSFET a canale P per commutare l'alimentazione +ve al motore mentre, per la direzione inversa, si utilizza il MOSFET a canale N per commutare l'alimentazione -ve al il motore.
- Qui, quando entrambi i MOSFET sono spenti, il motore smette di funzionare.
- Quando MOSFET1 è ON, MOSFET2 è OFF, il motore gira nella direzione di avanzamento.
- Quando MOSFET1 è OFF, MOSFET2 è ON, il motore gira nella direzione inversa.
Come si testa il MOSFET a canale P?
Il test del MOSFET a canale p può essere eseguito utilizzando un multimetro digitale seguendo i passaggi seguenti.
- Innanzitutto, è necessario impostare il multimetro sulla gamma dei diodi
- Posiziona il MOSFET su qualsiasi tavolo di legno rivolgendo il lato stampato verso di te.
- Utilizzando la sonda di un multimetro digitale, cortocircuitare i terminali di drain e gate del MOSFET, ciò consentirà in primo luogo di scaricare la capacità interna del dispositivo, quindi è molto necessario per il processo di test del MOSFET.
- Ora posiziona la sonda di colore rosso del multimetro sul terminale di sorgente e la sonda nera sul terminale di scarico.
- Otterrai una lettura di circuito aperto sul display del multimetro.
- Dopodiché, senza cambiare la sonda di colore ROSSO dal terminale sorgente del MOSFET, rimuovere la sonda di colore nero dal terminale di drenaggio e posizionarla sul terminale di gate del MOSFET per alcuni secondi e riposizionarla sul terminale di drenaggio del MOSFET.
- A questo punto, il multimetro mostrerà un valore basso o un valore di continuità sul display del multimetro.
- Questo è tutto, questo verificherà che il tuo MOSFET sia a posto e senza problemi. Qualsiasi altro tipo di lettura specificherà un MOSFET difettoso.
Modalità di guasto MOSFET a canale P
Il guasto del MOSFET si verifica frequentemente per ragioni apparentemente inspiegabili anche con il buon design, i componenti migliori e un nuovo motore. In generale, i MOSFET sono molto robusti, tuttavia possono guastarsi molto rapidamente a causa del superamento delle valutazioni. Qui spiegheremo alcune delle principali modalità di guasto del MOSFET e come evitarle.
È molto difficile scoprire i guasti che si sono verificati all'interno del MOSFET perché non siamo consapevoli di cosa sia successo esattamente a causare i guasti. Qui abbiamo elencato alcune modalità di errore che si sono verificate nel MOSFET come le seguenti.
- Ogni volta che l'alta corrente fornisce in tutto il MOSFET, si surriscalda. Una scarsa dissipazione del calore può anche danneggiare il MOSFET a causa di temperature estreme.
- Batteria difettosa.
- Fallimento da valanga.
- guasto dV/dt.
- Motore bloccato o bloccato.
- Accelerazione o decelerazione rapida.
- Dissipazione di potenza in eccesso.
- Corrente in eccesso
- Carico con cortocircuito
- Oggetti estranei.
Caratteristiche
Il Caratteristica MOSFET a canale P s sono discussi di seguito.
- Questi MOSFET sono dispositivi a tensione controllata.
- Questi dispositivi hanno valori di impedenza di ingresso elevati.
- Nel canale P, la conduttività del canale è dovuta alla polarità negativa al terminale di gate.
Rispetto al canale n, le caratteristiche del Mosfet del canale p sono simili ma l'unica differenza sono le polarità perché i valori dei substrati qui non sono gli stessi.
Vantaggi
Il vantaggi del MOSFET a canale P include il seguente.
- Questo design MOSFET è molto semplice, quindi è applicabile dove lo spazio è limitato come azionamenti a bassa tensione e applicazioni POL non isolate.
- Questo è il metodo di guida del cancello semplificato all'interno del posto dell'interruttore laterale alto e spesso riduce il costo complessivo
- L'efficienza fornita dai MOSFET è maggiore quando si opera a basse tensioni.
- Rispetto ai JFET, i MOSFET hanno un'impedenza di ingresso elevata.
- Hanno un'elevata resistenza allo scarico a causa della minore resistenza del canale.
- Questi sono molto semplici da produrre.
- Supporta il funzionamento ad alta velocità rispetto ai JFET.
Il svantaggi del MOSFET a canale P include il seguente.
- Il sottile strato di ossido del MOSFET lo renderà vulnerabile ai danni se indotto dalle cariche elettrostatiche.
- Questi non sono stabili quando vengono utilizzate alte tensioni.
Pertanto, questa è una panoramica del canale p MOSFET – funzionante , tipi e relative applicazioni. Ecco una domanda per te, cos'è un MOSFET a canale n?
