In der Schule wurde ich über PMOS- und NMOS-Transistoren sowie über Transistoren im Enhancement- und Depletion-Modus unterrichtet. Hier ist die Kurzversion von dem, was ich verstehe:
Verbesserung bedeutet, dass der Kanal normalerweise geschlossen ist. Erschöpfung bedeutet, dass der Kanal normalerweise offen ist.
NMOS bedeutet, dass der Kanal aus freien Elektronen besteht. PMOS bedeutet, dass der Kanal aus freien Löchern besteht.
Enhancement NMOS: Positive Gate-Spannung zieht Elektronen an und öffnet den Kanal.
Enhancement PMOS: Negative Gate-Spannung zieht Löcher an und öffnet den Kanal.
Depletion NMOS: Negative Gate-Spannung stößt Elektronen ab und schließt den Kanal.
Depletion PMOS: Positive Gate-Spannung stößt Löcher ab und schließt den Kanal.
Es ist sechs Jahre her, seit ich angefangen habe, meinen Lebensunterhalt mit Design zu verdienen, und mindestens einmal wollte (oder dachte ich zumindest) einen PMOS-Transistor mit Verarmung. Es schien zum Beispiel eine gute Idee für eine Bootstrap-Schaltung für ein Netzteil zu sein. Solche Geräte scheinen jedoch nicht zu existieren.
Warum gibt es keine Verarmungs-PMOS-Transistoren? Ist mein Verständnis von ihnen fehlerhaft? Sind sie nutzlos? Unmöglich zu bauen? Der Bau ist so teuer, dass eine billigere Kombination anderer Transistoren bevorzugt wird? Oder sind sie da draußen und ich weiß einfach nicht, wo ich suchen soll?
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Antworten:
Wiki sagt ...
In einem Verarmungsmodus-MOSFET ist das Gerät normalerweise bei einer Gate-Source-Spannung von Null eingeschaltet. Solche Vorrichtungen werden als Last- "Widerstände" in Logikschaltungen verwendet (zum Beispiel in NMOS-Logik mit Verarmungslast). Bei Depletion-Load-Geräten vom N-Typ kann die Schwellenspannung etwa –3 V betragen, sodass sie durch Ziehen des Gates 3 V negativ ausgeschaltet werden kann (der Drain ist im Vergleich dazu positiver als die Source in NMOS). In PMOS sind die Polaritäten umgekehrt.
Für ein PMOS im Verarmungsmodus ist es normalerweise bei Null Volt eingeschaltet, aber Sie benötigen 3 V oder mehr am Gate, das höher als die Versorgungsspannung ist, um es auszuschalten. Woher bekommst du diese Spannung? Ich denke, deshalb ist es ungewöhnlich.
In der Praxis nennen wir sie jetzt High-Side-Schalter oder Low-Side-Schalter für Leistungs-MOSFETs. Sie bevorzugen es, den Verbesserungs- und Verarmungsmodus nicht im selben Chip zu kombinieren, da die Verarbeitungskosten fast doppelt so hoch sind. Dieses Patent definiert einige Innovationen und eine bessere physikalische Beschreibung. als ich mich erinnern kann. http://www.google.com/patents/US20100044796
Es ist jedoch möglich, dass das, was Sie vorschlagen, und die Leistung wichtige Themen sind. Wenn es jedoch um einen niedrigen ESR geht, sind MOSFETs wie spannungsgesteuerte Schalter, bei denen sich der ESR über einen weiten Bereich von Gleichspannungen ändert, im Gegensatz zu Bipolartransistoren, die in einigen Fällen 0,6 bis <2 V für die maximale Spitze betragen. Auch für MOSFETs ist es konstruktiv, sie als Impedanzverstärkung von 50 bis 100 zu betrachten, wenn man die Lasten und den ESR der Quelle betrachtet. Stellen Sie sich also vor, Sie benötigen eine 100-Ohm-Quelle, um einen 1-Ohm-MOSFET anzusteuern, und eine 10-Ohm-Quelle, um einen 10-MΩ-MOSFET anzusteuern, wenn Sie 100: 1 verwenden. Der konservative Wert beträgt 50: 1. Dies ist NUR während der Übergangszeit des Schalters wichtig, nicht während des stationären Gate-Stroms.
Während bipolares hFE dramatisch abfällt, halten Sie hFe von 10 bis 20 für gut, wenn es für einen Netzschalter gesättigt ist.
Berücksichtigen Sie auch, dass MOSFETs während des Übergangs als ladungsgesteuerte Schalter fungieren, sodass Sie eine große Ladung zur Verfügung haben möchten, um die Gatekapazität und die Last zu steuern, die mit einem Gate-Antrieb mit niedrigem ESR in das Gate reflektiert werden, wenn Sie einen schnellen Übergang durchführen und ein Kommutierungsklingeln vermeiden möchten oder Bridge-Crossover-Shorts. Das hängt aber von den Designanforderungen ab.
Ich hoffe, das sind nicht zu viele Informationen, und das Patent erklärt, wie es für alle Modi der Verarmung und Verbesserung des PN-Typs in Bezug auf die Gerätephysik funktioniert.
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