В школе меня учили PMOS- и NMOS-транзисторам, а также транзисторам с режимом обогащения и истощения. Вот краткая версия того, что я понимаю:
Улучшение означает, что канал нормально-закрытый. Истощение означает, что канал нормально открыт.
NMOS означает, что канал состоит из свободных электронов. PMOS означает, что канал состоит из свободных отверстий.
Улучшение NMOS: положительное напряжение затвора притягивает электроны, открывая канал.
Улучшение PMOS: отрицательное напряжение затвора притягивает дырки, открывая канал.
Истощение NMOS: отрицательное напряжение затвора отталкивает электроны, закрывая канал.
Истощение PMOS: положительное напряжение затвора отталкивает дырки, закрывая канал.
Прошло шесть лет с тех пор, как я начал зарабатывать на жизнь проектированием, и по крайней мере один раз я хотел (или, по крайней мере, думал, что хочу) PMOS-транзистор с истощением. Это казалось хорошей идеей, например, для схемы начальной загрузки для источника питания. Тем не менее, таких устройств, похоже, не существует.
Почему нет истощения транзисторов PMOS? Является ли мое понимание их ошибочным? Они бесполезны? Невозможно построить? Настолько дорогой в сборке, что предпочтительнее более дешевая комбинация других транзисторов? Или они есть, а я просто не знаю, где искать?
Вики говорит...
В полевом МОП-транзисторе, работающем в режиме истощения, устройство обычно включено при нулевом напряжении затвор-исток. Такие устройства используются в качестве нагрузочных «резисторов» в логических схемах (например, в логике NMOS с истощающей нагрузкой). Для устройств с истощающей нагрузкой N-типа пороговое напряжение может составлять около -3 В, поэтому его можно отключить, потянув затвор на 3 В отрицательно (для сравнения, сток в NMOS более положительный, чем исток). В PMOS полярность обратная.
Таким образом, для PMOS в режиме истощения он обычно включен при нулевом напряжении, но вам нужно 3 В или более на затворе выше, чем напряжение питания, чтобы выключить. Где взять такое напряжение? Я думаю, поэтому это редкость.
На практике теперь мы называем их переключателями High Side Switch или Low Side Switch для мощных полевых МОП-транзисторов. Они предпочитают не совмещать режим улучшения и истощения в одном чипе, поскольку затраты на обработку почти удваиваются. Этот патент определяет некоторые инновации и лучшее физическое описание. чем я могу вспомнить. http://www.google.com/patents/US20100044796
Это возможно, хотя то, что вы предлагаете, и производительность являются ключевыми вопросами. Однако, когда дело доходит до низкого ESR, МОП-транзисторы похожи на переключатели, управляемые напряжением, ESR которых изменяется в широком диапазоне напряжений постоянного тока, в отличие от биполярных транзисторов, которые в некоторых случаях составляют от 0,6 до <2 В для максимального пика. Также для МОП-транзисторов конструктивно рассматривать их как коэффициент усиления импеданса от 50 до 100 при рассмотрении нагрузок и ESR источника. Поэтому учтите, что вам нужен источник на 100 Ом для управления полевым МОП-транзистором на 1 Ом и источник на 10 Ом для управления полевым МОП-транзистором на 10 мОм, если вы используете 100: 1, консервативный - 50: 1. Это важно ТОЛЬКО во время переходного периода переключателя, а не в установившемся токе затвора.
В то время как биполярный hFE резко падает, поэтому вы считаете hFe от 10 до 20 хорошим при насыщении для переключателя питания.
Также учтите, что МОП-транзисторы являются переключателями с управлением зарядом во время перехода, поэтому вы хотите иметь большой заряд, доступный для управления емкостью затвора, и нагрузку, отраженную в затвор с низким приводом затвора ESR, если вы хотите сделать быстрый переход и избежать коммутации. шорты с перекрещивающимися бриджами. Но это зависит от потребностей дизайна.
Надеюсь, что это не слишком много информации, и патент объясняет, как это работает для всех режимов истощения и улучшения типа PN с точки зрения физики устройства.
клабаккио
Телаклаво
пользователь9957
Федерико Руссо
Дэвидкари