p型mos管導(dǎo)通條件
靠在G極上加一個(gè)觸發(fā)電壓,使N極與D極導(dǎo)通。對(duì)N溝道G極電壓為+極性。對(duì)P溝道的G極電壓為-極性。場效應(yīng)管的導(dǎo)通與截止由柵源電壓來控制,對(duì)于增強(qiáng)型場效應(yīng)管來說,N溝道的管子加正向電壓即導(dǎo)通,P溝道的管子則加反向電壓。一般2V~4V就可以了。
P溝道m(xù)os管作為開關(guān),柵源的閥值為-0.4V,當(dāng)柵源的電壓差為-0.4V就會(huì)使DS導(dǎo)通,如果S為2.8V,G為1.8V,那么GS=-1V,mos管導(dǎo)通,D為2.8V。
如果S為2.8V,G為2.8V,VGSw,那么mos管不導(dǎo)通,D為0V,所以,如果2.8V連接到S,要mos管導(dǎo)通為系統(tǒng)供電,系統(tǒng)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(guān)斷,低電平使mos管導(dǎo)通。
如果控制G的GPIO的電壓區(qū)域?yàn)?.8V,那么GPIO高電平的時(shí)候?yàn)?.8V,GS為1.8-2.8=-1V,mos管導(dǎo)通,不能夠關(guān)斷。
GPIO為低電平的時(shí)候,假如0.1V,那么GS為0.1-2.8=-2.7V,mos管導(dǎo)通。這種情況下GPIO就不能夠控制mos管的導(dǎo)通和關(guān)閉。
mos管的p溝道
p溝道m(xù)os管是指n型襯管底、p溝道,靠空穴的流動(dòng)運(yùn)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(duì)值相等的情況下,PMOS晶體管的跨導(dǎo)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(duì)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(dǎo)小,所以工作速度更低,在NMOS電路(見N溝道金屬—氧化物—半導(dǎo)體集成電路)出現(xiàn)之后,多數(shù)已為NMOS電路所取代。只是,因PMOS電路工藝簡單,價(jià)格便宜,有些中規(guī)模和小規(guī)模數(shù)字控制電路仍采用PMOS電路技術(shù)。
p溝道m(xù)os管工作原理
正常工作時(shí),P溝道增強(qiáng)型MOS管的襯底必需與源極相連,而漏心極的電壓Vds應(yīng)為負(fù)值,以保證兩個(gè)P區(qū)與襯底之間的PN結(jié)均為反偏,同時(shí)為了在襯底頂表面左近構(gòu)成導(dǎo)電溝道,柵極對(duì)源極的電壓Vgs也應(yīng)為負(fù)。
1、Vds≠O的情況導(dǎo)電溝道構(gòu)成后,DS間加負(fù)向電壓時(shí),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。
?。蒬沿溝道產(chǎn)生的壓降使溝道上各點(diǎn)與柵極間的電壓不再相等,該電壓削弱了柵極中負(fù)電荷電場的作用,使溝道從漏極到源極逐漸變窄。當(dāng)Vds增大到使Vgd=Vgs(TH),溝道在漏極左近呈現(xiàn)預(yù)夾斷。
2、Vds=0時(shí),在柵源之間加負(fù)電壓Vgs,由于絕緣層的存在,故沒有電流,但是金屬柵極被補(bǔ)充電而聚集負(fù)電荷,N型半導(dǎo)體中的多子電子被負(fù)電荷排斥向體內(nèi)運(yùn)動(dòng),表面留下帶正電的離子,構(gòu)成耗盡層,隨著G、S間負(fù)電壓的增加,耗盡層加寬。
當(dāng)Vgs增大到一定值時(shí),襯底中的空穴(少子)被柵極中的負(fù)電荷吸收到表面,在耗盡層和絕緣層之間構(gòu)成一個(gè)P型薄層,稱反型層。
這個(gè)反型層就構(gòu)成漏源之間的導(dǎo)電溝道,這時(shí)的Vgs稱為開啟電壓Vgs(th),Vgs到Vgs(th)后再增加,襯底表面感應(yīng)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(dǎo)電溝道的寬度。
PMOS的Vgs小于一定的值就會(huì)導(dǎo)通,適合用于源極接VCC時(shí)的情況(高端驅(qū)動(dòng))。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(dǎo)通,并非相對(duì)于地的電壓。
但是因?yàn)镻MOS導(dǎo)通內(nèi)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。
