MOSFET เป็นอุปกรณ์สามขั้ว ควบคุมแรงดันไฟฟ้า อิมพีแดนซ์อินพุตสูง และอุปกรณ์ unipolar ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ โดยทั่วไป อุปกรณ์เหล่านี้แบ่งออกเป็นสองประเภท การเพิ่มประสิทธิภาพ มอสเฟต & หมด Mosfet ขึ้นอยู่กับว่าพวกเขามีช่องในเงื่อนไขเริ่มต้นหรือไม่สอดคล้องกัน อีกครั้ง MOSFET ที่เพิ่มประสิทธิภาพถูกจำแนกเป็น p channel Enhancement และ n channel Enhancement & depletion MOSFETs ถูกจัดประเภทเป็น p channel depletion และ n channel depletion MOSFETs บทความนี้จึงกล่าวถึง MOSFET ประเภทหนึ่งเช่น P ช่อง MOSFET .

P Channel MOSFET คืออะไร?

ประเภทของ MOSFET ที่ช่องประกอบด้วยตัวพาประจุส่วนใหญ่เนื่องจากรูเรียกว่า p channel MOSFET เมื่อเปิดใช้งาน MOSFET นี้ ผู้ให้บริการชาร์จส่วนใหญ่ เช่น รูจะเคลื่อนที่ไปทั่วทั้งช่อง MOSFET นี้ตรงกันข้ามกับ N channel MOSFET เพราะใน N MOSFET ตัวพาประจุส่วนใหญ่เป็นอิเล็กตรอน ดิ สัญลักษณ์ P Channel MOSFET ในโหมดการเพิ่มประสิทธิภาพและโหมดการพร่องดังแสดงด้านล่าง

P Channel Mosfet Symbols

P- channel MOSFET รวมถึงบริเวณ P- Channel ที่จัดเรียงอยู่ระหว่างขั้วทั้งสองเช่นแหล่ง (S) และท่อระบายน้ำ (D) & ร่างกายเป็นบริเวณ n เช่นเดียวกับ N channel MOSFET MOSFET ประเภทนี้ยังมีเทอร์มินัลสามตัว เช่น แหล่งจ่าย ท่อระบายน้ำ และเกต ในที่นี้ ทั้งขั้วต้นทางและปลายทางระบายถูกเจือด้วยวัสดุประเภท p และประเภทของซับสเตรตที่ใช้ใน MOSFET นี้เป็นชนิด n

การทำงาน

ตัวพาประจุส่วนใหญ่ใน P-Channel MOSFET เป็นรูที่ตัวพาประจุเหล่านี้มีความคล่องตัวต่ำเมื่อเปรียบเทียบกับอิเล็กตรอนที่ใช้ภายใน N-Channel MOSFET ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง p channel และ n channel MOSFET คือใน p channel จำเป็นต้องมีแรงดันลบจาก Vgs (gate terminal to source) เพื่อเปิดใช้งาน MOSFET ในขณะที่ในช่อง n นั้นต้องการแรงดัน VGS บวก จึงทำให้ MOSFET ชนิด P-Channel เป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบสำหรับสวิตช์ด้านสูง

เมื่อใดก็ตามที่เราให้แรงดันลบ (-) ที่ขั้วเกทของ MOSFET นี้ ตัวพาประจุที่อยู่ใต้ชั้นออกไซด์ เช่น อิเล็กตรอนจะถูกผลักลงในพื้นผิวด้านล่าง ดังนั้นพื้นที่พร่องที่ถูกครอบครองโดยรูจึงเชื่อมโยงกับอะตอมของผู้บริจาค ดังนั้นแรงดันประตูลบ (-) จะดึงดูดรูจากพื้นที่ระบายน้ำ & แหล่ง p+ เข้าสู่พื้นที่ของช่อง

“ทีวี LED ทำงานอย่างไร ”

โปรดดูที่ลิงค์นี้เพื่อทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ MOSFET เป็นสวิตช์

ประเภทของ P Channel MOSFET

MOSFET p channel มีอยู่สองประเภทที่พร้อมใช้งาน การเพิ่มประสิทธิภาพของช่อง P MOSFET และ MOSFET การทำให้ช่องสัญญาณหมด

P-channel Enhancement MOSFET

MOSFET การปรับปรุงช่องสัญญาณ p ได้รับการออกแบบอย่างเรียบง่ายด้วย n-substrate ที่เจือเล็กน้อย ที่นี่ วัสดุประเภท p สองชนิดที่มีสารเจือหนักจะถูกแยกออกตามความยาวของช่อง เช่น 'L' ชั้นซิลิกอนไดออกไซด์บาง ๆ วางอยู่บนพื้นผิวซึ่งปกติเรียกว่าชั้นอิเล็กทริก

ใน MOSFET นี้ วัสดุประเภท P สองชนิดจะสร้างแหล่งกำเนิด (S) และท่อระบายน้ำ (D) และอะลูมิเนียมถูกใช้เป็นวัสดุชุบบนไดอิเล็กตริกเพื่อสร้างขั้วเกท (G) ที่นี่แหล่งที่มาของ MOSFET และร่างกายเชื่อมต่อกับ GND อย่างง่ายดาย

P Channel Enhancement MOSFET

เมื่อแรงดันลบถูกนำไปใช้กับขั้วเกท (G) ความเข้มข้น +ve ของประจุจะถูกจัดวางภายใต้ชั้นไดอิเล็กตริกเนื่องจากผลของความจุ อิเล็กตรอนที่มีอยู่ที่พื้นผิว n เนื่องจากแรงผลักจะเคลื่อนที่

เมื่อใช้แรงดันลบที่ขั้วท่อระบาย แรงดันลบภายในพื้นที่ระบายจะลดความแตกต่างของแรงดันระหว่างประตูและท่อระบายออก ดังนั้น ความกว้างของช่องนำไฟฟ้าจะลดลงไปยังบริเวณระบาย และแหล่งจ่ายกระแสไฟจากแหล่งจ่ายไปยังท่อระบาย

ช่องสัญญาณที่เกิดขึ้นภายใน MOSFET ให้ความต้านทานต่อการไหลของกระแสจากแหล่งกำเนิดไปยังท่อระบายน้ำ ที่นี่ความต้านทานของช่องส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับมุมมองด้านข้างของช่อง & อีกครั้ง ส่วนตัดขวางของช่องนี้ขึ้นอยู่กับแรงดันลบที่ใช้ที่ขั้วประตู ดังนั้นกระแสไฟจากแหล่งกำเนิดไปยังท่อระบายน้ำจึงสามารถควบคุมได้ผ่านแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ที่ขั้วเกท ดังนั้น MOSFET จึงเรียกว่าอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า เมื่อความเข้มข้นของรูก่อตัวเป็นช่องและกระแสของกระแสทั่วทั้งช่องจะดีขึ้นเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของแรงดันเกตที่เป็นลบ ดังนั้นสิ่งนี้จึงเรียกว่า P – Channel Enhancement MOSFET

P -ช่องพร่อง MOSFET

การสร้าง MOSFET การทำให้หมดช่อง p ถูกย้อนกลับเป็น MOSFET การทำให้หมดช่อง n แชนเนลใน MOSFET นี้สร้างไว้ล่วงหน้าเนื่องจากมีสิ่งเจือปนประเภท p ที่มีอยู่ เมื่อใช้แรงดันลบ (-) ที่ขั้วเกท ตัวพาประจุส่วนน้อย เช่น อิเล็กตรอนในประเภท n จะดึงดูดเข้าหาช่องสัญญาณแบบ p ในสภาวะนี้ เมื่อการระบายน้ำกลับลำเอียง อุปกรณ์จะเริ่มดำเนินการ แม้ว่าเมื่อแรงดันไฟฟ้าเชิงลบภายในท่อระบายน้ำได้รับการปรับปรุง ก็จะส่งผลให้เกิดชั้นการพร่อง

P ช่องพร่อง MOSFET

บริเวณนี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของชั้นที่เกิดขึ้นเนื่องจากรู ความกว้างของขอบเขตของเลเยอร์การพร่องจะส่งผลต่อค่าการนำไฟฟ้าของช่อง ดังนั้นโดยความแปรผันของค่าแรงดันของภูมิภาค การไหลของกระแสจึงถูกควบคุม ในที่สุด ประตู & ท่อระบายน้ำจะอยู่ที่ขั้วลบในขณะที่แหล่งที่มายังคงอยู่ที่ค่า '0'

คุณใช้ P-Channel Mosfet อย่างไร?

วงจรสวิตช์ MOSFET เสริมสำหรับควบคุมมอเตอร์แสดงอยู่ด้านล่าง วงจรสวิตช์นี้ใช้ MOSFET สองตัวเช่นช่อง P และช่อง N เพื่อควบคุมมอเตอร์ทั้งสองทิศทาง ในวงจรนี้ MOSFET ทั้งสองนี้เชื่อมต่อกันเพื่อสร้างสวิตช์แบบสองทิศทางโดยใช้แหล่งจ่ายคู่ผ่านมอเตอร์ที่เชื่อมต่อระหว่างท่อระบายน้ำทั่วไปและการอ้างอิง GND

MOSFET เสริมเป็นสวิตช์

เมื่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตต่ำ MOSFET ช่อง P ที่เชื่อมต่อในวงจรจะถูกเปิด & N ช่อง MOSFET จะถูกปิดเนื่องจากเกตไปยังจุดแยกแหล่งกำเนิดมีความเอนเอียงในเชิงลบ ส่งผลให้มอเตอร์ในวงจรหมุนไปในทิศทางเดียว ในที่นี้ มอเตอร์ทำงานโดยใช้รางจ่าย +VDD
ในทำนองเดียวกันเมื่ออินพุตสูง MOSFET N-channel จะเปิดและอุปกรณ์ P-channel จะปิดเนื่องจากเกตไปยังจุดเชื่อมต่อต้นทางมีความลำเอียงในเชิงบวก ตอนนี้มอเตอร์หมุนไปในทิศทางย้อนกลับเนื่องจากแรงดันขั้วของมอเตอร์กลับด้านเมื่อจ่ายผ่านรางจ่าย -VDD

หลังจากนั้นสำหรับทิศทางการส่งต่อของมอเตอร์ MOSFET ชนิด P-channel จะถูกใช้เพื่อสลับการจ่าย +ve ไปยังมอเตอร์ ในขณะที่สำหรับทิศทางย้อนกลับ MOSFET N-channel จะถูกใช้เพื่อสลับการจ่าย -ve เป็น เครื่องยนต์.

ที่นี่เมื่อ MOSFET ทั้งสองปิดอยู่ มอเตอร์จะหยุดทำงาน
เมื่อ MOSFET1 เปิดอยู่ MOSFET2 จะปิด จากนั้นมอเตอร์จะทำงานในทิศทางการส่งต่อ
เมื่อ MOSFET1 ปิดอยู่ MOSFET2 จะเปิดขึ้น จากนั้นมอเตอร์จะทำงานในทิศทางย้อนกลับ

คุณทดสอบ P Channel MOSFET อย่างไร?

การทดสอบ p channel MOSFET สามารถทำได้โดยใช้ดิจิตอลมัลติมิเตอร์โดยทำตามขั้นตอนต่อไปนี้

ก่อนอื่น คุณต้องตั้งค่ามัลติมิเตอร์เป็นช่วงไดโอด
วาง MOSFET บนโต๊ะไม้โดยหันด้านที่พิมพ์มาเข้าหาตัวคุณ
ด้วยการใช้โพรบของมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล ทำการลัดวงจรขั้วต่อท่อระบายน้ำและเกทของ MOSFET ก่อน การทำเช่นนี้จะทำให้ความจุภายในของอุปกรณ์คายประจุ ดังนั้นจึงจำเป็นมากสำหรับกระบวนการทดสอบ MOSFET
ตอนนี้ วางโพรบสีแดงของมัลติมิเตอร์บนเทอร์มินัลต้นทาง และโพรบสีดำบนเทอร์มินัลเดรน
คุณจะได้รับการอ่านวงจรเปิดบนจอแสดงผลมัลติมิเตอร์
หลังจากนั้นโดยไม่ต้องเปลี่ยนโพรบสีแดงจากเทอร์มินัลต้นทางของ MOSFET ให้นำโพรบสีดำออกจากเทอร์มินอลท่อระบายน้ำ & วางไว้บนเกทเทอร์มินอลของ MOSFET เป็นเวลาสองสามวินาทีแล้ววางกลับลงบนเทอร์มินอลท่อระบายน้ำของ MOSFET
ในเวลานี้ มัลติมิเตอร์จะแสดงค่าต่ำหรือค่าความต่อเนื่องบนจอแสดงผลของมัลติมิเตอร์
เพียงเท่านี้ จะเป็นการยืนยันว่า MOSFET ของคุณใช้ได้และไม่มีปัญหาใดๆ การอ่านประเภทอื่นจะระบุ MOSFET ที่บกพร่อง

P Channel MOSFET โหมดล้มเหลว

ความล้มเหลวของ MOSFET เกิดขึ้นบ่อยครั้งด้วยเหตุผลที่ดูเหมือนอธิบายไม่ได้ แม้จะมีการออกแบบที่ดี ส่วนประกอบที่ดีที่สุด และมอเตอร์ใหม่ โดยทั่วไป MOSFET นั้นแข็งแกร่งมาก – อย่างไรก็ตาม พวกมันสามารถล้มเหลวได้เร็วมากเนื่องจากการให้คะแนนที่เกิน เราจะอธิบายโหมดความล้มเหลวหลักบางประการของ MOSFET และวิธีหลีกเลี่ยง

เป็นการยากมากที่จะค้นหาความล้มเหลวที่เกิดขึ้นภายใน MOSFET เนื่องจากเราไม่ทราบว่าเกิดอะไรขึ้นกันแน่ที่ทำให้เกิดความล้มเหลว ที่นี่เราได้ระบุโหมดความล้มเหลวบางอย่างที่เกิดขึ้นใน MOSFET ดังต่อไปนี้

เมื่อใดก็ตามที่กระแสไฟสูงทั่วทั้ง MOSFET มันจะร้อนขึ้น การระบายความร้อนที่ไม่ดีอาจทำให้ MOSFET เสียหายจากอุณหภูมิที่สูงเกินไป
แบตเตอรี่ผิดพลาด
ความล้มเหลวของหิมะถล่ม
dV/dt ล้มเหลว
มอเตอร์อุดตันหรือติดขัด
การเร่งความเร็วหรือลดความเร็วที่รวดเร็ว
การกระจายพลังงานส่วนเกิน
กระแสเกิน
โหลดด้วยไฟฟ้าลัดวงจร
วัตถุแปลกปลอม.

ลักษณะเฉพาะ

ดิ ลักษณะ P Channel MOSFET มีการกล่าวถึงด้านล่าง

MOSFET เหล่านี้เป็นอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า
อุปกรณ์เหล่านี้มีค่าอิมพีแดนซ์อินพุตสูง
ในช่อง P ค่าการนำไฟฟ้าของช่องเกิดจากขั้วลบที่ขั้วเกท
เมื่อเปรียบเทียบกับช่อง n ลักษณะของ p channel Mosfet จะคล้ายกัน แต่ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือขั้วเนื่องจากค่าของซับสเตรตไม่เหมือนกันที่นี่

ข้อดี

ดิ ข้อดีของ P Channel MOSFET รวมสิ่งต่อไปนี้

การออกแบบ MOSFET นี้เรียบง่ายมาก ดังนั้นจึงใช้ได้กับพื้นที่จำกัด เช่น ไดรฟ์แรงดันต่ำและแอปพลิเคชัน POL ที่ไม่แยก
นี่เป็นวิธีการขับเกทแบบง่ายภายในตำแหน่งสวิตช์ด้านข้างสูงและช่วยลดต้นทุนโดยรวมได้บ่อยครั้ง
ประสิทธิภาพที่ได้จาก MOSFET จะสูงขึ้นเมื่อทำงานที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ
เมื่อเปรียบเทียบกับ JFET แล้ว MOSFET มีอิมพีแดนซ์อินพุตสูง
มีความต้านทานการระบายน้ำสูงเนื่องจากความต้านทานของช่องน้อย
สิ่งเหล่านี้ผลิตได้ง่ายมาก
รองรับการทำงานความเร็วสูงเมื่อเทียบกับ JFET

ดิ ข้อเสียของ P Channel MOSFET รวมสิ่งต่อไปนี้