p型mos管導通條件
靠在G極上加一個觸發電壓,使N極與D極導通。對N溝道G極電壓為+極性。對P溝道的G極電壓為-極性。場效應管的導通與截止由柵源電壓來控制,對于增強型場效應管來說,N溝道的管子加正向電壓即導通,P溝道的管子則加反向電壓。一般2V~4V就可以了。
P溝道mos管作為開關,柵源的閥值為-0.4V,當柵源的電壓差為-0.4V就會使DS導通,如果S為2.8V,G為1.8V,那么GS=-1V,mos管導通,D為2.8V。
如果S為2.8V,G為2.8V,VGSw,那么mos管不導通,D為0V,所以,如果2.8V連接到S,要mos管導通為系統供電,系統連接到D,利用G控制。和G相連的GPIO高電平要2.8-0.4=2.4V以上,才能使mos管關斷,低電平使mos管導通。
如果控制G的GPIO的電壓區域為1.8V,那么GPIO高電平的時候為1.8V,GS為1.8-2.8=-1V,mos管導通,不能夠關斷。
GPIO為低電平的時候,假如0.1V,那么GS為0.1-2.8=-2.7V,mos管導通。這種情況下GPIO就不能夠控制mos管的導通和關閉。
mos管的p溝道
p溝道mos管是指n型襯管底、p溝道,靠空穴的流動運送電流的MOS管。
P溝道MOS晶體管的空穴遷移率低,因而在MOS晶體管的幾何尺寸和工作電壓絕對值相等的情況下,PMOS晶體管的跨導小于N溝道MOS晶體管。此外,P溝道MOS晶體管閾值電壓的絕對值一般偏高,要求有較高的工作電壓。它的供電電源的電壓大小和極性,與雙極型晶體管——晶體管邏輯電路不兼容。PMOS因邏輯擺幅大,充電放電過程長,加之器件跨導小,所以工作速度更低,在NMOS電路(見N溝道金屬—氧化物—半導體集成電路)出現之后,多數已為NMOS電路所取代。只是,因PMOS電路工藝簡單,價格便宜,有些中規模和小規模數字控制電路仍采用PMOS電路技術。
p溝道mos管工作原理
正常工作時,P溝道增強型MOS管的襯底必需與源極相連,而漏心極的電壓Vds應為負值,以保證兩個P區與襯底之間的PN結均為反偏,同時為了在襯底頂表面左近構成導電溝道,柵極對源極的電壓Vgs也應為負。
1、Vds≠O的情況導電溝道構成后,DS間加負向電壓時,那么在源極與漏極之間將有漏極電流Id流通,而且Id隨Vds而增加。
Id沿溝道產生的壓降使溝道上各點與柵極間的電壓不再相等,該電壓削弱了柵極中負電荷電場的作用,使溝道從漏極到源極逐漸變窄。當Vds增大到使Vgd=Vgs(TH),溝道在漏極左近呈現預夾斷。
2、Vds=0時,在柵源之間加負電壓Vgs,由于絕緣層的存在,故沒有電流,但是金屬柵極被補充電而聚集負電荷,N型半導體中的多子電子被負電荷排斥向體內運動,表面留下帶正電的離子,構成耗盡層,隨著G、S間負電壓的增加,耗盡層加寬。
當Vgs增大到一定值時,襯底中的空穴(少子)被柵極中的負電荷吸收到表面,在耗盡層和絕緣層之間構成一個P型薄層,稱反型層。
這個反型層就構成漏源之間的導電溝道,這時的Vgs稱為開啟電壓Vgs(th),Vgs到Vgs(th)后再增加,襯底表面感應的空穴越多,反型層加寬,而耗盡層的寬度卻不再變化,這樣可以用Vgs的大小控制導電溝道的寬度。
PMOS的Vgs小于一定的值就會導通,適合用于源極接VCC時的情況(高端驅動)。需要注意的是,Vgs指的是柵極G與源極S的電壓,即柵極低于電源一定電壓就導通,并非相對于地的電壓。
但是因為PMOS導通內阻比較大,所以只適用低功率的情況。不過,大功率仍然使用N溝道MOS管。