什么是P沟道MOSFET：工作原理及其应用

MOSFET是一种三端、电压控制、高输入阻抗和单极性器件，是不同电子电路中的重要部件。通常，根据这些器件是否在其默认条件下具有沟道，将其分为增强型Mosfet和耗尽型Mosfet两种类型。再次，增强MOSFET被分类为p沟道增强，n沟道增强和耗尽MOSFET被分为p沟道耗尽和n沟道耗尽MOSFET。因此，本文讨论了MOSFET的一种类型，如P沟道MOSFET.

什么是P沟道MOSFET？

沟道由大多数电荷载流子作为空穴组成的一种MOSFET被称为p沟道MOSFET。一旦这个MOSFET被激活，那么像空穴这样的大多数电荷载流子将在整个沟道中移动。这种MOSFET与N沟道MOSFET形成对比，因为在N沟道FET中，大多数电荷载流子是电子。这个P沟道MOSFET符号在增强模式和耗尽模式下，如下所示。

P沟道Mosfet符号

P沟道MOSFET包括一个P沟道区域，该区域布置在两个端子（如源极（S）和漏极（D））之间，主体为n区。类似于N沟道MOSFET，这种类型的MOSFET还包括三个端子，如源极、漏极和栅极。这里，源极和漏极端子都用p型材料重掺杂，并且该MOSFET中使用的衬底类型是n型。

工作

P沟道MOSFET中的大多数电荷载流子是空穴，其中与N沟道MOSFETs中使用的电子相比，这些电荷载流子具有低迁移率。p沟道和n沟道MOSFET之间的主要区别在于，在p沟道中，从Vgs（栅极端子到源极）需要负电压来激活MOSFET，而在n沟道中需要正Vgs电压。因此，这使得P沟道型MOSFET成为高端开关的完美选择。

每当我们在MOSFET的栅极端子上施加负（-）电压时，氧化物层下方可用的电荷载流子（如电子）就会被向下推入衬底。因此，空穴占据的耗尽区与施主原子相连。因此，负（-）栅极电压将吸引空穴从漏极区域&p+源极进入沟道区域。

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P沟道MOSFET的类型

有两种类型的p沟道MOSFET可用于p沟道增强MOSFET和p沟道耗尽MOSFET。

P沟道增强MOSFET

p沟道增强型MOSFET是用轻掺杂的n衬底简单地设计的。这里，两种具有重掺杂的p型材料通过沟道长度（如“L”）分离。薄二氧化硅层沉积在通常被称为介电层的衬底上。

在该MOSFET中，两种P型材料形成源极（S）和漏极（D），并且铝被用作电介质上的镀层以形成栅极（G）端子。在这里，MOSFET的源极和主体简单地连接到GND。

P沟道增强型MOSFET

当负电压施加到栅极（G）端子时，由于电容效应，电荷的+ve浓度将在介电层下沉淀。由于排斥力的作用，n衬底上可用的电子将被移动。

当在漏极端子处施加负电压时，漏极区域内的负电压减小，栅极和漏极之间的电压差减小，因此，导电沟道宽度朝向漏极区域减小，并且电流从源极供应到漏极。

MOSFET内形成的沟道为电流从源极到漏极的流动提供电阻。这里，沟道的电阻主要取决于沟道的侧视图&同样，该沟道的横截面取决于施加在栅极端子处的负电压。因此，可以通过施加在栅极端子处的电压来控制从源极到漏极的电流，因此MOSFET被称为电压控制器件。当空穴浓度形成沟道时，由于负栅极电压的增加，整个沟道的电流会得到改善，因此这被称为P沟道增强MOSFET。

P沟道耗尽型MOSFET

p沟道耗尽型MOSFET结构与n沟道耗尽式MOSFET结构相反。这种MOSFET中的沟道是预先构建的，因为其中有可用的p型杂质。一旦在栅极端子施加负（-）电压，n型中的少数载流子（如电子）就会被吸引到p型沟道。在这种情况下，一旦漏极被反向偏置，则器件开始导通，尽管当漏极内的负电压增强时，则导致耗尽层的形成。

P沟道耗尽型MOSFET

该区域主要取决于由于空穴而形成的层浓度。耗尽层的区域宽度将影响沟道的电导率值。因此，通过该区域电压值的变化，电流的流动得到控制。最后，栅极和漏极将保持在负极性，而源极保持在“0”值。

如何使用P沟道Mosfet？

用于控制电机的互补MOSFET开关电路如下所示。该开关电路使用两个MOSFET，如P通道和N通道，在两个方向上控制电机。在这个电路中，这两个MOSFET简单地连接起来，通过连接在公共漏极和GND参考之间的电机使用双电源产生双向开关。

互补MOSFET作为开关

一旦输入电压为低，则连接在电路中的P沟道MOSFET将导通，而N沟道MOSFET将截止，因为其栅极到源极的结被负偏置，因此电路中的电机朝一个方向转动。这里，电机是通过使用+VDD电源导轨来操作的。

类似地，当输入为HIGH时，N沟道MOSFET切换为ON，P沟道器件切换为OFF，因为其栅极到源极结被正向偏置。现在，电机以相反的方向转动，因为当通过-VDD电源轨供电时，电机的端子电压已经反转。

之后，对于电机的正向，利用P沟道型MOSFET将+ve电源切换到电机，而对于反向，利用N沟道MOSFET将-ve电源切换到电动机。

• 这里，当两个MOSFET都关闭时，电机将停止工作。
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• 当MOSFET1接通，MOSFET2断开时，电机正向运行。
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• 当MOSFET1断开，MOSFET2接通时，电机反向运行。

如何测试P沟道MOSFET？

p沟道MOSFET的测试可以通过以下步骤使用数字万用表进行。

• 首先，您需要将万用表设置在二极管范围内
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• 将MOSFET放置在任何一张木桌上，使其印刷面朝向您。
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• 通过使用数字万用表的探针，短路MOSFET的漏极和栅极端子，这将首先允许器件的内部电容放电，因此这对于MOSFET测试过程是非常必要的。
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• 现在将万用表的红色表笔放在源极端子上，将黑色表笔放在漏极端子上。
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• 您将在万用表显示器上得到开路读数。
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• 之后，在不改变MOSFET源极端子上的红色探针的情况下，从漏极端子上取下黑色探针，将其放在MOSFET的栅极端子上几秒钟，然后将其放回MOSFET的漏极端子。
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• 此时，万用表将在万用表的显示器上显示一个低值或导通性值。
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• 就是这样，这将验证您的MOSFET是否正常&没有任何问题。任何其他类型的读数都将指定有缺陷的MOSFET。

P沟道MOSFET故障模式

MOSFET故障频繁发生，原因似乎无法解释，即使有良好的设计、最好的组件和新的电机。一般来说，MOSFET非常坚固——然而，由于超过额定值，它们可能会很快失效。在这里，我们将解释MOSFET的一些主要故障模式以及如何避免它们。

很难找出MOSFET内发生的故障，因为我们不知道到底发生了什么导致了故障。在这里，我们列出了MOSFET中发生的一些故障模式，如下所示。

• 每当MOSFET中有高电流供应时，它就会发热。散热不良也会因极端温度而损坏MOSFET。
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• 蓄电池故障。
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• 雪崩故障。
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• dV/dt故障。
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• 电机堵塞或卡住。
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• 快速加速或减速。
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• 过度功耗。
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• 过电流
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• 短路负载
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• 异物。

特点

这个P沟道MOSFET特性s在下文中进行了讨论。

• 这些MOSFET是电压控制的器件。
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• 这些设备具有高输入阻抗值。
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• 在P沟道中，沟道的导电性是由于栅极端子处的负极性造成的。
• 与n沟道相比，p沟道Mosfet特性相似，但唯一的区别是极性，因为这里衬底的值不相同。

优势

这个P沟道MOSFET的优点包括以下内容。

• 这种MOSFET设计非常简单，因此适用于空间受限的场合，如低压驱动器和非隔离POL应用。
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• 这是高侧开关位置内的简化栅极驱动方法，经常降低总体成本
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• 当在低电压下操作时，MOSFET提供的效率更高。
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• 与JFET相比，MOSFET具有高的输入阻抗。
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• 由于沟道电阻较小，所以它们具有较高的漏极电阻。
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• 这些产品制造起来非常简单。
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• 与JFET相比，它支持高速操作。

这个P沟道MOSFET的缺点包括以下内容。

• MOSFET的薄氧化物层会使其在静电电荷感应时容易受到损坏。
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• 当使用高电压时，这些是不稳定的。

因此，本文概述了p沟道MOSFET的工作原理、类型及其应用。这里有一个问题要问你，什么是n沟道MOSFET？