PMOSFETってご存知ですか？

I. 基本構造と動作原理

1. 基本構造

PMOSFETはn型基板とpチャネルを持ち、主にゲート（G）、ソース（S）、ドレイン（D）の構造で構成されています。 n型シリコン基板上には、それぞれソースとドレインとなる2つのP+領域があり、それらはpチャネルを介して接続されています。ゲートはチャネルの上に位置し、金属酸化物絶縁層によってチャネルから絶縁されています。

2. 動作原理

PMOSFET は NMOSFET と同様に動作しますが、キャリアのタイプが逆になります。 PMOSFET では、主なキャリアは正孔です。ソースに対してゲートに負の電圧が印加されると、ゲート下のn型シリコン表面にp型反転層が形成され、ソースとドレインを接続するトレンチとして機能します。ゲート電圧を変更すると、チャネル内の正孔の密度が変化し、それによってチャネルの導電率が制御されます。ゲート電圧が十分に低い場合、チャネル内の正孔密度は、ソースとドレイン間の導通を可能にするのに十分なレベルに達します。逆に、チャネルは切断されます。

II.特徴と用途

1. 特徴

低い移動度: P チャネル MOS トランジスタの正孔移動度は比較的低いため、同じ形状と動作電圧の下では、PMOS トランジスタの相互コンダクタンスは NMOS トランジスタの相互コンダクタンスよりも小さくなります。

低速、低周波数のアプリケーションに最適: PMOS 集積回路は移動度が低いため、低速、低周波数領域のアプリケーションに適しています。

導通条件: PMOSFET の導通条件は NMOSFET とは逆であり、ソース電圧よりも低いゲート電圧が必要です。

 

1. アプリケーション

ハイサイド スイッチング: PMOSFET は通常、ソースが正電源に接続され、ドレインが負荷の正端に接続されるハイサイド スイッチング構成で使用されます。 PMOSFET が導通すると、負荷の正端が正電源に接続され、負荷に電流が流れるようになります。この構成は、電源管理やモータードライブなどの分野で非常に一般的です。

逆方向保護回路: PMOSFET は、逆電源や負荷電流の逆流によって引き起こされる回路の損傷を防ぐために、逆方向保護回路にも使用できます。

Ⅲ．設計と考慮事項

1. ゲート電圧制御

PMOSFET 回路を設計する場合、適切な動作を保証するにはゲート電圧を正確に制御する必要があります。 PMOSFET は NMOSFET と導通条件が逆になるため、ゲート電圧の極性と大きさに注意する必要があります。

2. 負荷接続

負荷を接続するときは、PMOSFET に電流が正しく流れるように負荷の極性に注意する必要があり、電圧降下や消費電力など、PMOSFET の性能に対する負荷の影響にも注意する必要があります。 、も考慮する必要があります。

3. 温度安定性

PMOSFET の性能は温度に大きく影響されるため、回路設計時には PMOSFET の性能に対する温度の影響を考慮する必要があり、回路の温度安定性を向上させるために対応する措置を講じる必要があります。

4. 保護回路

PMOSFETが動作中に過電流や過電圧によって破損するのを防ぐために、回路内に過電流保護や過電圧保護などの保護回路を設ける必要があります。これらの保護回路は PMOSFET を効果的に保護し、その耐用年数を延長します。

 

要約すると、PMOSFETは特殊な構造と動作原理を備えたMOSFETの一種です。移動度が低く、低速、低周波数のアプリケーションに適しているため、特定の分野で広く応用できます。 PMOSFET 回路を設計するときは、回路の適切な動作と信頼性を確保するために、ゲート電圧制御、負荷接続、温度安定性、保護回路に注意を払う必要があります。