공핍 PMOS 트랜지스터는 어디에 있습니까?


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학교에서 저는 PMOS와 NMOS 트랜지스터, 향상 및 고갈 모드 트랜지스터에 대해 배웠습니다. 내가 이해하는 짧은 버전은 다음과 같습니다.

향상은 채널이 정상적으로 닫혀 있음을 의미합니다. 고갈은 채널이 정상적으로 열려 있음을 의미합니다.

NMOS는 채널이 자유 전자로 만들어 짐을 의미합니다. PMOS는 채널이 자유 구멍으로 만들어 짐을 의미합니다.

향상 NMOS : 양의 게이트 전압이 전자를 끌어 당겨 채널을 엽니 다.
PMOS 향상 : 음의 게이트 전압이 구멍을 끌어 채널을 엽니 다.
공핍 NMOS : 음의 게이트 전압이 전자를 격퇴하여 채널을 닫습니다.
공핍 PMOS : 양의 게이트 전압이 구멍을 막아 채널을 닫습니다.

생계를위한 설계 작업을 시작한 지 6 년이 지났으며 적어도 한 번은 고갈 PMOS 트랜지스터를 원했습니다 (또는 적어도 원한다고 생각했습니다). 예를 들어, 전원 공급 장치의 부트 스트랩 회로에 좋은 아이디어 인 것 같습니다. 그러나 그러한 장치는 존재하지 않는 것 같습니다.

공핍 PMOS 트랜지스터가없는 이유는 무엇입니까? 그것들에 대한 나의 이해가 결함이 있습니까? 그들은 쓸모 없습니까? 구축이 불가능합니까? 다른 트랜지스터의 저렴한 조합이 선호되도록 구축하는 데 비용이 많이 듭니까? 아니면 그것들이 밖에 있는데 어디를 볼지 모르겠습니다.


그것들은 향상 트랜지스터보다 성능이 떨어지고 CMOS는 현재의 기술이다
clabacchio

GaAs 트랜지스터를 사용하면 공핍 모드가 향상 모드보다 더 일반적으로 사용되고 있습니다. 이유를 묻지 마십시오.
Telaclavo

예, 나는 그것에 대해 궁금해했습니다! Supertex는 멋진 n- 채널 고갈 모드 mosfets를 만들어 사용합니다 : supertex.com/pdf/misc/d_mode_mosfets_SG_device.pdf 응용 프로그램 노트도 있습니다!

예, 우리는 NMOS에 대해 알고 있습니다. 문제는 특히 PMOS 고갈에 관한 것입니다!
Federico Russo

"전원없는 작동 : 아날로그 비디오 전달" 에서는 공핍 모드 트랜지스터가 유용한 특정 응용 분야에 대해 설명합니다.
davidcary

답변:


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위키는 말합니다 ...

공핍 모드 MOSFET에서 디바이스는 일반적으로 제로 게이트 소스 전압에서 ON입니다. 이러한 장치는 논리 회로에서 부하 "저항"으로 사용됩니다 (예 : 공핍 부하 NMOS 논리). N 형 공핍 부하 장치의 경우 임계 값 전압은 약 –3V 일 수 있으므로 게이트 3V를 음수로 끌어서 끌 수 있습니다 (비교는 NMOS의 소스보다 드레인이 더 양수 임). PMOS에서는 극성이 반대로됩니다.

따라서 공핍 모드 PMOS의 경우 일반적으로 0V에서 ON이지만 전원을 끄려면 공급 전압보다 높은 게이트에서 3V 이상이 필요합니다. 그 전압은 어디에서 얻습니까? 나는 그것이 드문 이유라고 생각합니다.

실제로는 전력 MOSFET 용 하이 사이드 스위치 또는 로우 사이드 스위치라고합니다. 그들은 처리 비용이 거의 두 배인 것과 동일한 칩에서 향상 모드와 고갈 모드를 결합하지 않는 것을 선호합니다. 이 특허는 일부 혁신과 더 나은 물리적 디스크를 정의합니다. 내가 기억할 수있는 것보다 http://www.google.com/patents/US20100044796

제안하는 것이 가능하지만 성능이 핵심 문제 일 수 있습니다. 그러나 낮은 ESR에 도달하면 MOSFETS는 전압 제어 스위치와 유사하며, 경우에 따라 최대 피크에 대해 0.6 ~ <2V 인 양극성 트랜지스터와 달리 광범위한 DC 전압에서 ESR이 변경됩니다. 또한 MOSFET의 경우 소스의 부하와 ESR을 볼 때 임피던스 게인이 50 ~ 100 인 것으로 생각하는 것이 좋습니다. 따라서 100 : 1을 사용하는 경우 1ohm MOSFET을 구동하려면 100ohm 소스가 필요하고 10mΩ MOSFET을 구동하려면 10ohm 소스가 필요합니다. 보수적은 50 : 1입니다. 이는 정상 상태 게이트 전류가 아니라 스위치의 전환 기간 동안에 만 중요합니다.

바이폴라 hFE가 급격히 떨어지기 때문에 전원 스위치에 포화 상태 일 때 hFe가 10-20으로 양호하다고 간주하십시오.

또한 전환 중에 MOSFETS를 충전 제어 스위치로 간주하므로 빠른 전환을 수행하고 정류 링잉을 피하거나 낮은 ESR 게이트 드라이브를 사용하여 게이트 커패시턴스 및 게이트에 반사되는 부하를 구동하기 위해 큰 전하를 사용할 수 있어야합니다. 브릿지 크로스 오버 쇼츠. 그러나 그것은 디자인 요구에 달려 있습니다.

정보가 많지 않기를 바라며 특허는 장치 물리학 측면에서 모든 PN 유형 고갈 및 향상 모드에서 작동하는 방식을 설명합니다.


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~ 2V 스위치 오프 포인트가있는 공핍 모드 PFET의 경우 스위치를 켜거나 끌 수있는 디바이스의 스토리지 캡을 비우는 것으로 상상할 수 있습니다. 일부 장치 (조립품)는 전원이 제거 될 때 약 0.6-0.8V의 VDD로 장시간 앉아 있습니다. 이러한 장치가 프로세서 입력에 연결되어 있고 "높음"이라고 생각하는 것을 출력하면 프로세서의 전류 소비가 수십 마이크로 암페어 증가 할 수 있습니다. 소자의 전원을 켰을 때 아무것도 소모하지 않는 공핍 모드 PFET를 추가하지만 전원이 꺼지면 수백 마이크로 암페어를 소비한다.
supercat

필자의 가장 큰 혼란은 게이트 전압이 어느 지점을 가리키는 지에 관한 것이라고 생각한다. 게이트는 항상 소스를 참조하지만 소스는 PMOS의 "긍정적 인"터미널이며 NMOS의 "음성"터미널입니다. 공핍 PMOS가 시스템의 5V 레일을 가로 지르는 경우 게이트에서 6V (시스템 공통 기준)를 유지해야합니다. 그래서 당신이 말했듯이, 당신은 그 전압을 어디에서 얻습니까? 부트 스트랩 회로에서 여전히 작동해야한다고 생각합니다. 여기서 저항 / 제너를 사용하여 출력이 24V 인 스위처를 실행하기 위해 15V를 생성했습니다. 24V가 설정되면 공핍 PMOS가 제너를 차단합니다.
Stephen Collings

추가로 고려해도 여전히 의도 한대로 작동하지 않습니다.
Stephen Collings

따라서 Tony, 귀하의 답변 (변명) 은이 트랜지스터 카테고리가 산업에서 필요하지 않다는 것입니다. 권리?
Ale..chenski

예, 아니오, 새로운 디자인의 경우 예. DK는 여전히 약 80 N 고갈 모드 유형을 보유하고 있지만 0 P 유형과 6,105 향상 모드 유형 (실례,주고
받음
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