Ano ang P Channel MOSFET : Gumagana at Mga Aplikasyon Nito

Ang MOSFET ay isang tatlong-terminal, kontrolado ng boltahe, mataas na impedance ng input, at unipolar na aparato na mahahalagang bahagi sa iba't ibang mga electronic circuit. Sa pangkalahatan, ang mga device na ito ay inuri sa dalawang uri ng pagpapahusay Mosfet & depletion Mosfet batay sa kung mayroon silang mga channel sa kanilang default na kundisyon o hindi naaayon. Muli, ang mga pagpapahusay na MOSFET ay inuri sa p channel enhancement at n channel enhancement at depletion MOSFETs ay inuri sa p channel depletion at n channel depletion MOSFETs. Kaya tinatalakay ng artikulong ito ang isa sa mga uri ng katulad ng MOSFET P channel MOSFET .

Ano ang P Channel MOSFET?

Isang uri ng MOSFET kung saan ang channel ay binubuo ng karamihan ng mga carrier ng charge bilang mga butas ay kilala bilang p channel MOSFET. Kapag na-activate na ang MOSFET na ito, ang karamihan sa mga carrier ng pagsingil tulad ng mga butas ay lilipat sa buong channel. Ang MOSFET na ito ay kabaligtaran sa N channel MOSFET dahil sa N MOSFET ang karamihan sa mga carrier ng singil ay mga electron. Ang Mga simbolo ng MOSFET ng P Channel sa enhancement mode at depletion mode ay ipinapakita sa ibaba.

Ang P- channel MOSFET ay may kasamang P- Channel na rehiyon na nakaayos sa pagitan ng dalawang terminal tulad ng source (S) at drain (D) at ang katawan ay n-rehiyon. Katulad ng N channel MOSFET, kasama rin sa ganitong uri ng MOSFET ang tatlong terminal tulad ng source, drain, at gate. Dito, ang mga terminal ng source at drain ay labis na nado-dop ng mga p type na materyales  at ang uri ng substrate na ginagamit sa MOSFET na ito ay n-type.

Nagtatrabaho

Ang karamihan ng mga tagadala ng singil sa mga P-Channel MOSFET ay mga butas kung saan ang mga tagadala ng singil na ito ay may mababang mobility kumpara sa electron na ginagamit sa loob ng mga N-Channel MOSFET. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng p channel at n channel MOSFET ay, na sa p channel, isang negatibong boltahe ang kinakailangan mula sa Vgs (gate terminal sa source) upang maisaaktibo ang MOSFET samantalang, sa n channel, kailangan nito ng isang positibong boltahe ng VGS. Kaya ginagawa nitong P-Channel type MOSFET ang isang perpektong opsyon para sa mga high-side switch.

Sa tuwing ibibigay natin ang negatibong (-) boltahe sa gate terminal ng MOSFET na ito, ang mga carrier ng singil na available sa ibaba ng layer ng oxide tulad ng mga electron ay itinutulak pababa sa substrate. Kaya ang rehiyon ng pag-ubos na inookupahan ng mga butas ay konektado sa mga atomo ng donor. Kaya, ang negatibong (-) boltahe ng gate ay makakaakit ng mga butas mula sa rehiyon ng alisan ng tubig at pinagmumulan ng p+ papunta sa rehiyon ng channel.

Mangyaring sumangguni sa link na ito upang malaman ang higit pa tungkol sa MOSFET bilang Switch

Mga uri ng P Channel MOSFET

Mayroong dalawang uri ng mga p channel na MOSFET na magagamit P channel enhancement MOSFET at P channel depletion MOSFET.

P -channel Enhancement MOSFET

Ang p channel enhancement MOSFET ay simpleng idinisenyo gamit ang isang lightly doped n-substrate. Dito, dalawang p-type na materyales na may mabigat na doped ay pinaghihiwalay sa haba ng channel tulad ng 'L'. Ang manipis na silicon dioxide layer ay idineposito sa substrate na karaniwang tinatawag na dielectric layer.

Sa MOSFET na ito, ang dalawang P-type na materyales ay bumubuo sa source (S) at ang drain (D) at ang aluminum ay ginagamit bilang plating sa dielectric upang mabuo ang gate (G) terminal. Dito, ang pinagmulan ng MOSFET at ang katawan ay konektado lamang sa GND.

Kapag ang isang negatibong boltahe ay inilapat sa gate (G) terminal pagkatapos ay ang +ve na konsentrasyon ng mga singil ay maaayos sa ilalim ng dielectric layer dahil sa capacitance effect. Ang mga electron na makukuha sa n substrate dahil sa mga salungat na pwersa ay maililipat.

Kapag ang isang negatibong boltahe ay inilapat sa terminal ng drain, ang negatibong boltahe sa loob ng rehiyon ng drain ay bumababa ang pagkakaiba ng boltahe sa pagitan ng gate at drain, kaya, ang lapad ng conductive channel ay nababawasan patungo sa rehiyon ng drain, at ang mga kasalukuyang supply mula sa pinagmulan patungo sa drain.

Ang channel na nabuo sa loob ng MOSFET ay nagbibigay ng paglaban sa daloy ng kasalukuyang mula sa pinagmulan patungo sa alisan ng tubig. Dito, ang paglaban ng channel ay pangunahing nakasalalay sa side view ng channel at muli ang cross-section ng channel na ito ay nakasalalay sa negatibong boltahe na inilapat sa terminal ng gate. Kaya ang kasalukuyang daloy mula sa pinagmumulan patungo sa alisan ng tubig ay maaaring kontrolin sa pamamagitan ng boltahe na inilapat sa terminal ng gate kaya ang MOSFET ay kilala bilang isang aparatong kontrolado ng boltahe. Kapag ang konsentrasyon ng butas ay bumubuo sa channel at ang daloy ng kasalukuyang sa buong channel ay napabuti dahil sa pagtaas sa loob ng negatibong boltahe ng gate, kaya ito ay kilala bilang P - Channel Enhancement MOSFET.

P -channel Depletion MOSFET

Ang p channel depletion MOSFET construction ay ibinalik sa n channel depletion MOSFET. Ang channel sa MOSFET na ito ay pre-build dahil sa mga available na p-type na impurities dito. Kapag ang negatibong (-) boltahe ay inilapat sa gate terminal pagkatapos ay ang minorya charge carrier tulad ng mga electron sa n-type ay maakit patungo sa p-type na channel. Sa ganitong kondisyon, kapag ang isang drain ay reverse biased pagkatapos ay ang aparato ay magsisimulang magsagawa bagaman, kapag ang negatibong boltahe sa loob ng drain ay pinahusay pagkatapos ay nagreresulta ito sa pagbuo ng depletion layer.

Ang rehiyong ito ay pangunahing nakasalalay sa konsentrasyon ng layer na nabuo dahil sa mga butas. Ang lapad ng rehiyon ng depletion layer ay makakaapekto sa conductivity value ng channel. Kaya, sa pamamagitan ng mga pagkakaiba-iba ng mga halaga ng boltahe ng rehiyon, ang daloy ng kasalukuyang ay makokontrol. Sa wakas, ang gate at ang drain ay mananatili sa negatibong polarity habang ang pinagmulan ay nananatili sa '0' na halaga.

Paano Mo Ginagamit ang P-Channel Mosfet?

Ang komplementaryong MOSFET switch circuit para sa pagkontrol sa motor ay ipinapakita sa ibaba. Gumagamit ang switch circuit na ito ng dalawang MOSFET tulad ng P channel at N channel upang kontrolin ang motor sa magkabilang direksyon. Sa circuit na ito, ang dalawang MOSFET na ito ay nakakonekta lang upang makabuo ng bi-directional switch gamit ang dual supply sa pamamagitan ng motor na konektado sa pagitan ng karaniwang drain at GND reference.

Kapag ang input boltahe ay LOW, pagkatapos ay ang P-channel MOSFET na konektado sa circuit ay i-ON at ang N channel na MOSFET ay isasara dahil ang gate nito patungo sa source junction ay negatibong bias bilang isang resulta ang motor sa circuit ay lumiliko sa isang direksyon. Dito, pinapatakbo ang motor sa pamamagitan ng paggamit ng +VDD supply rail.
Katulad din kapag HIGH ang input, mag-ON ang N-channel MOSFET at mag-OFF ang P-channel device dahil positibong bias ang gate nito patungo sa source junction. Ngayon ang motor ay lumiliko sa reverse direksyon dahil ang terminal boltahe ng motor ay nabaligtad kapag ito ay ibinibigay sa pamamagitan ng -VDD supply rail.

Pagkatapos nito, para sa pagpapasa ng direksyon ng motor, ang P-channel type MOSFET ay ginagamit upang ilipat ang +ve supply sa motor samantalang, para sa reverse direksyon, ang N-channel MOSFET ay ginagamit upang ilipat ang -ve supply sa motor.

• Dito, kapag ang parehong MOSFET ay OFF ang motor ay hihinto sa paggana.
• Kapag naka-ON ang MOSFET1, naka-OFF ang MOSFET2 pagkatapos ay tumatakbo ang motor sa direksyon ng pagpapasa.
• Kapag ang MOSFET1 ay NAKA-OFF, ang MOSFET2 ay naka-ON pagkatapos ang motor ay tumatakbo sa baligtad na direksyon.

Paano Mo Sinusubukan ang P Channel MOSFET?

Ang pagsubok ng p channel MOSFET ay maaaring gawin sa pamamagitan ng paggamit ng digital multimeter sa pamamagitan ng paggamit ng mga sumusunod na hakbang.

• Una, kailangan mong itakda ang multimeter sa hanay ng diode
• Ilagay ang MOSFET sa anumang kahoy na mesa sa pamamagitan ng pagharap sa naka-print na gilid nito patungo sa iyo.
• Sa pamamagitan ng paggamit ng probe ng digital multimeter, paikliin ang drain at gate terminal ng MOSFET, una nitong pahihintulutan ang internal capacitance ng device na ma-discharge, kaya ito ay lubhang kailangan para sa proseso ng pagsubok ng MOSFET.
• Ngayon ilagay ang pulang kulay na probe ng multimeter sa source terminal at ang itim na probe sa drain terminal.
• Makakakuha ka ng open circuit reading sa multimeter display.
• Pagkatapos nito, nang hindi binabago ang RED color probe mula sa source terminal ng MOSFET, alisin ang black color probe mula sa drain terminal at ilagay ito sa gate terminal ng MOSFET sa loob ng ilang segundo at ilagay ito pabalik sa drain terminal ng MOSFET.
• Sa oras na ito, magpapakita ang multimeter ng mababang value o continuity value sa display ng multimeter.
• Iyon lang, mapapatunayan nito na ang iyong MOSFET ay okay at walang anumang problema. Anumang iba pang uri ng pagbabasa ay tutukuyin ang isang may sira na MOSFET.

P Channel MOSFET Failure Modes

Ang pagkabigo ng MOSFET ay madalas na nangyayari para sa tila hindi maipaliwanag na mga dahilan kahit na may magandang disenyo, ang pinakamahusay na mga bahagi at isang bagong motor. Sa pangkalahatan, ang mga MOSFET ay napakatatag – gayunpaman, maaari silang mabigo nang napakabilis dahil sa nalampasan na mga rating. Dito namin ipapaliwanag ang ilan sa mga pangunahing mode ng pagkabigo ng MOSFET at kung paano maiiwasan ang mga ito.

Napakahirap alamin ang mga pagkabigo na naganap sa loob ng MOSFET dahil hindi natin alam kung ano ang eksaktong nangyari na nagdulot ng mga pagkabigo. Dito ay nakalista kami ng ilang mga failure mode na naganap sa MOSFET tulad ng mga sumusunod.

• Sa tuwing mataas ang kasalukuyang mga supply sa buong MOSFET pagkatapos ay iinit ito. Ang mahinang paglubog ng init ay maaari ding makapinsala sa MOSFET mula sa matinding temperatura.
• Sirang baterya.
• Kabiguan ng avalanche.
• pagkabigo ng dV/dt .
• Naka-block o naka-jam na motor.
• Mabilis na acceleration o deceleration.
• Labis na pagwawaldas ng kuryente.
• Labis na Kasalukuyan
• Mag-load gamit ang Short-circuit
• Banyagang bagay.

Mga katangian

Ang Katangian ng P Channel MOSFET s ay tinalakay sa ibaba.

• Ang mga MOSFET na ito ay mga aparatong kontrolado ng boltahe.
• Ang mga device na ito ay may mataas na halaga ng impedance ng input.
• Sa P-channel, ang conductivity ng channel ay dahil sa negatibong polarity sa gate terminal.
  Kung ihahambing sa n channel, ang mga katangian ng p channel na Mosfet ay magkatulad ngunit ang pagkakaiba lamang ay ang mga polaridad dahil ang mga halaga ng mga substrate ay hindi pareho dito.

Mga kalamangan

Ang mga pakinabang ng P Channel MOSFET isama ang mga sumusunod.

• Ang disenyo ng MOSFET na ito ay napaka-simple kaya naaangkop ito kung saan pinaghihigpitan ang espasyo tulad ng mga low-voltage na drive at hindi nakahiwalay na mga application ng POL.
• Ito ang pinasimpleng paraan ng pagmamaneho ng gate sa loob ng high side switch place at madalas na binabawasan ang kabuuang gastos
• Ang kahusayan na ibinigay ng mga MOSFET ay mas mataas kapag tumatakbo sa mababang boltahe.
• Kung ihahambing sa mga JFET, ang mga MOSFET ay may mataas na input impedance.
• Mayroon silang mataas na paglaban sa alisan ng tubig dahil sa mas kaunting resistensya ng channel.
• Ang mga ito ay napaka-simple sa paggawa.
• Sinusuportahan nito ang high-speed na operasyon kumpara sa mga JFET.

Ang disadvantages ng P Channel MOSFET isama ang mga sumusunod.

• Ang manipis na oxide layer ng MOSFET ay gagawin itong madaling mapinsala kapag naudyok ng mga electrostatic charge.
• Ang mga ito ay hindi matatag kapag mataas na boltahe ang ginagamit.

Kaya, ito ay isang pangkalahatang-ideya ng p channel MOSFET – gumagana , mga uri, at mga aplikasyon nito. Narito ang isang tanong para sa iyo, ano ang n channel MOSFET?