ما هو PMOSFET، هل تعلم؟

I. الهيكل الأساسي ومبدأ العمل

1. الهيكل الأساسي

تحتوي PMOSFETs على ركائز من النوع n وقنوات p، ويتكون هيكلها بشكل أساسي من بوابة (G)، ومصدر (S)، وصرف (D). على الركيزة السيليكونية من النوع n، توجد منطقتان P+ تعملان كمصدر ومصرف، على التوالي، وتتصلان ببعضهما البعض من خلال القناة p. وتقع البوابة فوق القناة وهي معزولة عن القناة بطبقة عازلة من أكسيد المعدن.

2. مبادئ التشغيل

تعمل PMOSFETs بشكل مشابه لـ NMOSFET، ولكن مع النوع المعاكس من الموجات الحاملة. في PMOSFET، الناقلات الرئيسية هي الثقوب. عندما يتم تطبيق جهد سلبي على البوابة فيما يتعلق بالمصدر، يتم تشكيل طبقة معكوسة من النوع p على سطح السيليكون من النوع n أسفل البوابة، والتي تعمل كخندق يربط المصدر والمصرف. يؤدي تغيير جهد البوابة إلى تغيير كثافة الثقوب الموجودة في القناة، وبالتالي التحكم في موصلية القناة. عندما يكون جهد البوابة منخفضًا بدرجة كافية، تصل كثافة الثقوب في القناة إلى مستوى عالٍ بدرجة كافية للسماح بالتوصيل بين المصدر والمصرف؛ وعلى العكس من ذلك، تنقطع القناة.

ثانيا. الخصائص والتطبيقات

1. الخصائص

حركة منخفضة: تتمتع ترانزستورات MOS ذات القناة P بحركة ثقب منخفضة نسبيًا، وبالتالي فإن موصلية ترانزستورات PMOS أصغر من ترانزستورات NMOS تحت نفس الهندسة وجهد التشغيل.

مناسبة للتطبيقات ذات السرعة المنخفضة والتردد المنخفض: نظرًا لانخفاض الحركة، تعد الدوائر المتكاملة PMOS أكثر ملاءمة للتطبيقات في المناطق منخفضة السرعة والتردد المنخفض.

شروط التوصيل: ظروف توصيل PMOSFETs معاكسة لـ NMOSFETs، مما يتطلب جهد بوابة أقل من جهد المصدر.

1. التطبيقات

التبديل الجانبي العالي: تُستخدم عادةً PMOSFETs في تكوينات التبديل الجانبي العالي حيث يكون المصدر متصلاً بالإمداد الإيجابي ويتم توصيل الصرف بالنهاية الإيجابية للحمل. عندما يوصل PMOSFET، فإنه يربط الطرف الموجب للحمل بالمصدر الموجب، مما يسمح للتيار بالتدفق عبر الحمل. يعد هذا التكوين شائعًا جدًا في مجالات مثل إدارة الطاقة ومحركات المحركات.

دوائر الحماية العكسية: يمكن أيضًا استخدام PMOSFETs في دوائر الحماية العكسية لمنع تلف الدائرة الناتج عن مصدر الطاقة العكسي أو التدفق العكسي للتيار.

ثالثا. التصميم والاعتبارات

1. التحكم في جهد البوابة

عند تصميم دوائر PMOSFET، يلزم التحكم الدقيق في جهد البوابة لضمان التشغيل السليم. نظرًا لأن ظروف توصيل PMOSFETs تتعارض مع ظروف NMOSFETs، فيجب الانتباه إلى قطبية وحجم جهد البوابة.

2. تحميل الاتصال

عند توصيل الحمل، يجب الانتباه إلى قطبية الحمل للتأكد من تدفق التيار بشكل صحيح عبر PMOSFET، وتأثير الحمل على أداء PMOSFET، مثل انخفاض الجهد، واستهلاك الطاقة، وما إلى ذلك. ، كما ينبغي النظر فيها.

3. استقرار درجة الحرارة

يتأثر أداء PMOSFETs بشكل كبير بدرجة الحرارة، لذلك يجب أن يؤخذ تأثير درجة الحرارة على أداء PMOSFETs في الاعتبار عند تصميم الدوائر، ويجب اتخاذ التدابير المقابلة لتحسين استقرار درجة حرارة الدوائر.

4. دوائر الحماية

من أجل منع تلف PMOSFET بسبب التيار الزائد والجهد الزائد أثناء التشغيل، يجب تثبيت دوائر الحماية مثل الحماية من التيار الزائد والحماية من الجهد الزائد في الدائرة. يمكن لدوائر الحماية هذه حماية PMOSFET بشكل فعال وإطالة عمر الخدمة.

باختصار، PMOSFET هو نوع من MOSFET ذو هيكل خاص ومبدأ عمل. إن حركته المنخفضة وملاءمته للتطبيقات ذات السرعة المنخفضة والتردد المنخفض تجعله قابلاً للتطبيق على نطاق واسع في مجالات محددة. عند تصميم دوائر PMOSFET، يجب الاهتمام بالتحكم في جهد البوابة، وتوصيلات الحمل، واستقرار درجة الحرارة ودوائر الحماية لضمان التشغيل السليم وموثوقية الدائرة.