P 채널 MOSFET이란 무엇인가 : 작동 및 응용

MOSFET은 3단자, 전압 제어, 높은 입력 임피던스, 단극성 장치로 다양한 전자 회로의 필수 구성 요소입니다. 일반적으로 이러한 장치는 두 가지 유형의 향상으로 분류됩니다. 모스펫 & 고갈 MOSFET은 기본 조건에 채널이 있는지 여부에 따라 대응합니다. 다시, 강화 MOSFET은 p 채널 강화로 분류되고 n 채널 강화 및 공핍 MOSFET은 p 채널 공핍 및 n 채널 공핍 MOSFET으로 분류됩니다. 따라서 이 기사에서는 다음과 같은 MOSFET 유형 중 하나에 대해 설명합니다. P 채널 MOSFET .

P 채널 MOSFET이란 무엇입니까?

채널이 홀로서 대부분의 전하 캐리어로 구성된 MOSFET 유형을 p 채널 MOSFET이라고 합니다. 이 MOSFET이 활성화되면 홀과 같은 대부분의 전하 캐리어가 채널 전체에서 이동합니다. N MOSFET에서 대부분의 전하 캐리어가 전자이기 때문에 이 MOSFET은 N 채널 MOSFET과 대조됩니다. 그만큼 P 채널 MOSFET 기호 강화 모드와 공핍 모드에서 다음과 같이 표시됩니다.

P-채널 MOSFET은 소스(S)와 드레인(D)과 같은 두 단자 사이에 배열된 P-채널 영역을 포함하고 본체는 n- 영역입니다. N 채널 MOSFET과 유사하게 이 유형의 MOSFET에는 소스, 드레인 및 게이트와 같은 3개의 단자도 포함됩니다. 여기에서 소스 및 드레인 단자는 모두 p형 물질로 많이 도핑되어 있으며 이 MOSFET에 사용되는 기판 유형은 n형입니다.

일하고 있는

P-채널 MOSFET의 대부분의 전하 캐리어는 이러한 전하 캐리어가 N-채널 MOSFET 내에서 사용되는 전자에 비해 낮은 이동성을 갖는 홀입니다. p 채널과 n 채널 MOSFET의 주요 차이점은 p 채널에서는 MOSFET을 활성화하기 위해 Vgs(게이트 단자에서 소스까지)에서 음의 전압이 필요하지만 n 채널에서는 양의 VGS 전압이 필요하다는 것입니다. 따라서 P-채널 유형 MOSFET은 하이 사이드 스위치에 대한 완벽한 옵션입니다.

이 MOSFET의 게이트 단자에 음(-) 전압을 줄 때마다 전자와 같은 산화물 층 아래에서 사용할 수 있는 전하 캐리어가 기판으로 아래쪽으로 밀려납니다. 따라서 정공이 차지하는 공핍 영역은 도너 원자와 연결됩니다. 따라서 음(-) 게이트 전압은 드레인 영역 및 p+ 소스에서 채널 영역으로 홀을 끌어들입니다.

자세한 내용은 이 링크를 참조하십시오. 스위치로서의 MOSFET

P 채널 MOSFET의 유형

P 채널 강화 MOSFET과 P 채널 공핍 MOSFET을 사용할 수 있는 두 가지 유형의 p 채널 MOSFET이 있습니다.

P 채널 향상 MOSFET

p 채널 향상 MOSFET은 가볍게 도핑된 n 기판으로 간단하게 설계되었습니다. 여기서 고농도로 도핑된 두 개의 p형 물질은 'L'과 같은 채널 길이를 통해 분리됩니다. 얇은 이산화규소 층이 일반적으로 유전층이라고 불리는 기판에 증착됩니다.

이 MOSFET에서 두 개의 P형 재료는 소스(S)와 드레인(D)을 형성하고 알루미늄은 게이트(G) 단자를 형성하기 위해 유전체에 도금으로 사용됩니다. 여기에서 MOSFET의 소스와 본체는 단순히 GND에 연결됩니다.

음의 전압이 게이트(G) 단자에 인가될 때 전하의 +ve 농도는 커패시턴스 효과로 인해 유전층 아래에 ​​정착됩니다. 반발력 때문에 n 기판에서 사용할 수 있는 전자가 이동합니다.

드레인 단자에 음의 전압이 인가되면 드레인 영역 내의 음의 전압이 감소하여 게이트와 드레인 사이의 전압 차이가 감소하여 드레인 영역으로 갈수록 전도성 채널 폭이 감소하고 소스에서 드레인으로 전류가 공급됩니다.

MOSFET 내에 형성된 채널은 소스에서 드레인으로의 전류 흐름에 대한 저항을 제공합니다. 여기서 채널의 저항은 주로 채널의 측면도에 따라 달라지며 다시 이 채널의 단면적은 게이트 단자에 적용된 음의 전압에 따라 달라집니다. 따라서 소스에서 드레인으로의 전류 흐름은 게이트 단자에 인가되는 전압을 통해 제어될 수 있으므로 MOSFET은 전압 제어 장치로 알려져 있습니다. 홀 농도가 채널을 형성하고 음의 게이트 전압 내에서 증가하기 때문에 채널 전체의 전류 흐름이 향상되므로 P – 채널 향상 MOSFET으로 알려져 있습니다.

P 채널 공핍 MOSFET

p 채널 공핍 MOSFET 구성은 n 채널 공핍 MOSFET으로 역전됩니다. 이 MOSFET의 채널은 사용 가능한 p형 불순물 때문에 미리 구축되어 있습니다. 음(-) 전압이 게이트 단자에 적용되면 n형 전자와 같은 소수 전하 캐리어가 p형 채널 쪽으로 끌리게 됩니다. 이 조건에서 드레인이 역 바이어스되면 장치가 전도를 시작하지만 드레인 내의 음의 전압이 향상되면 공핍층이 형성됩니다.

이 영역은 주로 구멍으로 인해 형성된 층 농도에 따라 달라집니다. 공핍층의 영역 너비는 채널의 전도도 값에 영향을 미칩니다. 따라서 영역의 전압 값의 변화에 ​​따라 전류의 흐름이 제어됩니다. 마지막으로 게이트와 드레인은 음의 극성을 유지하고 소스는 '0' 값을 유지합니다.

P-Channel MOSFET을 어떻게 사용합니까?

모터 제어를 위한 보완 MOSFET 스위치 회로는 다음과 같습니다. 이 스위치 회로는 P 채널 및 N 채널과 같은 두 개의 MOSFET을 사용하여 모터를 양방향으로 제어합니다. 이 회로에서 이 두 MOSFET은 공통 드레인과 GND 기준 사이에 연결된 모터를 통해 이중 전원을 사용하여 양방향 스위치를 생성하기 위해 간단히 연결됩니다.

입력 전압이 낮으면 회로에 연결된 P 채널 MOSFET이 켜지고 N 채널 MOSFET은 게이트-소스 접합이 음으로 바이어스되어 회로의 모터가 한 방향으로 회전하기 때문에 꺼집니다. 여기서 모터는 +VDD 공급 레일을 사용하여 작동됩니다.
마찬가지로 입력이 HIGH이면 게이트-소스 접합이 양으로 바이어스되기 때문에 N-채널 MOSFET이 켜지고 P-채널 장치가 꺼집니다. 이제 모터는 -VDD 전원 레일을 통해 공급될 때 모터의 단자 전압이 반전되었기 때문에 모터가 역방향으로 회전합니다.

그 후, 모터의 순방향에 대해서는 P-채널형 MOSFET을 사용하여 모터에 +ve 전원을 전환하고 역방향에 대해 N-채널 MOSFET을 사용하여 -ve 전원을 모터로 전환합니다. 모터.

• 여기에서 두 MOSFET이 모두 꺼지면 모터가 작동을 멈춥니다.
• MOSFET1이 ON일 때 MOSFET2는 OFF되고 모터는 정방향으로 작동합니다.
• MOSFET1이 OFF일 때, MOSFET2가 ON일 때 모터는 역방향으로 작동합니다.

P 채널 MOSFET을 어떻게 테스트합니까?

p 채널 MOSFET의 테스트는 다음 단계를 사용하여 디지털 멀티미터를 사용하여 수행할 수 있습니다.

• 먼저 멀티미터를 다이오드 범위로 설정해야 합니다.
• MOSFET의 인쇄면이 사용자를 향하도록 나무 테이블 위에 놓습니다.
• 디지털 멀티미터의 프로브를 사용하여 MOSFET의 드레인 및 게이트 단자를 단락시키면 먼저 장치의 내부 커패시턴스가 방전되므로 MOSFET 테스트 프로세스에 매우 필요합니다.
• 이제 멀티미터의 빨간색 프로브를 소스 터미널에 놓고 검은색 프로브를 드레인 터미널에 놓습니다.
• 멀티미터 디스플레이에 개방 회로 판독값이 표시됩니다.
• 그 후 MOSFET의 소스 단자에서 RED 색상 프로브를 변경하지 않고 드레인 단자에서 검은색 프로브를 제거하고 MOSFET의 게이트 단자에 몇 초 동안 놓고 MOSFET의 드레인 단자에 다시 놓습니다.
• 이 때 멀티미터는 멀티미터의 디스플레이에 낮은 값 또는 연속성 값을 표시합니다.
• 그게 다야, 이것은 MOSFET이 문제 없이 정상인지 확인할 것입니다. 다른 유형의 판독은 결함이 있는 MOSFET을 지정합니다.

P 채널 MOSFET 고장 모드

MOSFET 고장은 좋은 설계, 최고의 부품 및 새 모터에도 불구하고 겉보기에는 설명할 수 없는 이유로 자주 발생합니다. 일반적으로 MOSFET은 매우 견고하지만 정격 초과로 인해 매우 빨리 고장날 수 있습니다. 여기에서는 MOSFET의 주요 고장 모드와 이를 방지하는 방법에 대해 설명합니다.

MOSFET 내에서 발생한 오류를 찾는 것은 정확히 어떤 일이 발생했는지 알지 못하기 때문에 매우 어렵습니다. 다음과 같이 MOSFET에서 발생하는 몇 가지 고장 모드를 나열했습니다.

• MOSFET 전체에 고전류가 공급될 때마다 가열됩니다. 열악한 방열판은 또한 극한의 온도에서 MOSFET을 손상시킬 수 있습니다.
• 배터리에 결함이 있습니다.
• 눈사태 실패.
• dV/dt 실패 .
• 모터가 막혔거나 걸렸습니다.
• 빠른 가속 또는 감속.
• 과도한 전력 손실.
• 과전류
• 단락 부하
• 이물질.

형질

그만큼 P 채널 MOSFET 특성 s는 아래에서 논의됩니다.

• 이 MOSFET은 전압 제어 장치입니다.
• 이러한 장치는 입력 임피던스 값이 높습니다.
• P-채널에서 채널의 전도율은 게이트 단자의 음극성 때문입니다.
  n채널과 비교할 때 p채널 MOSFET의 특성은 비슷하지만 여기에서 기판의 값이 동일하지 않기 때문에 극성만 다를 뿐입니다.

장점

그만큼 P 채널 MOSFET의 장점 다음을 포함합니다.

• 이 MOSFET 설계는 매우 간단하므로 저전압 드라이브 및 비절연 POL 애플리케이션과 같이 공간이 제한된 곳에 적용할 수 있습니다.
• 하이 사이드 스위치 위치 내에서 단순화된 게이트 구동 방식이며 전체 비용을 자주 절감합니다.
• MOSFET이 제공하는 효율은 저전압에서 작동할 때 더 높습니다.
• MOSFET은 JFET에 비해 입력 임피던스가 높습니다.
• 채널 저항이 적기 때문에 드레인 저항이 높습니다.
• 이들은 제조가 매우 간단합니다.
• JFET에 비해 고속 동작을 지원합니다.

그만큼 P 채널 MOSFET의 단점 다음을 포함합니다.

• MOSFET의 얇은 산화물 층은 정전기 전하에 의해 유도될 때 손상에 취약합니다.
• 고전압을 사용하면 안정적이지 않습니다.

따라서 이것은 p 채널의 개요입니다. MOSFET – 작동 , 유형 및 해당 응용 프로그램. n 채널 MOSFET이란 무엇입니까?