p型mos管导通条件
靠在g极上加一个触发电压,使n极与d极导通。对n沟道g极电压为+极性。对p沟道的g极电压为-极性。场效应管的导通与截止由栅源电压来控制,对于增强型场效应管来说,n沟道的管子加正向电压即导通,p沟道的管子则加反向电压。一般2v~4v就可以了。
p沟道mos管作为开关,栅源的阀值为-0.4v,当栅源的电压差为-0.4v就会使ds导通,如果s为2.8v,g为1.8v,那么gs=-1v,mos管导通,d为2.8v。
如果s为2.8v,g为2.8v,vgsw,那么mos管不导通,d为0v,所以,如果2.8v连接到s,要mos管导通为系统供电,系统连接到d,利用g控制。和g相连的gpio高电平要2.8-0.4=2.4v以上,才能使mos管关断,低电平使mos管导通。
如果控制g的gpio的电压区域为1.8v,那么gpio高电平的时候为1.8v,gs为1.8-2.8=-1v,mos管导通,不能够关断。
gpio为低电平的时候,假如0.1v,那么gs为0.1-2.8=-2.7v,mos管导通。这种情况下gpio就不能够控制mos管的导通和关闭。
mos管的p沟道
p沟道mos管是指n型衬管底、p沟道,靠空穴的流动运送电流的mos管。
p沟道mos晶体管的空穴迁移率低,因而在mos晶体管的几何尺寸和工作电压绝对值相等的情况下,pmos晶体管的跨导小于n沟道mos晶体管。此外,p沟道mos晶体管阈值电压的绝对值一般偏高,要求有较高的工作电压。它的供电电源的电压大小和极性,与双极型晶体管——晶体管逻辑电路不兼容。pmos因逻辑摆幅大,充电放电过程长,加之器件跨导小,所以工作速度更低,在nmos电路(见n沟道金属—氧化物—半导体集成电路)出现之后,多数已为nmos电路所取代。只是,因pmos电路工艺简单,价格便宜,有些中规模和小规模数字控制电路仍采用pmos电路技术。
p沟道mos管工作原理
正常工作时,p沟道增强型mos管的衬底必需与源极相连,而漏心极的电压vds应为负值,以保证两个p区与衬底之间的pn结均为反偏,同时为了在衬底顶表面左近构成导电沟道,栅极对源极的电压vgs也应为负。
1、vds≠o的情况导电沟道构成后,ds间加负向电压时,那么在源极与漏极之间将有漏极电流id流通,而且id随vds而增加。
id沿沟道产生的压降使沟道上各点与栅极间的电压不再相等,该电压削弱了栅极中负电荷电场的作用,使沟道从漏极到源极逐渐变窄。当vds增大到使vgd=vgs(th),沟道在漏极左近呈现预夹断。
2、vds=0时,在栅源之间加负电压vgs,由于绝缘层的存在,故没有电流,但是金属栅极被补充电而聚集负电荷,n型半导体中的多子电子被负电荷排斥向体内运动,表面留下带正电的离子,构成耗尽层,随着g、s间负电压的增加,耗尽层加宽。
当vgs增大到一定值时,衬底中的空穴(少子)被栅极中的负电荷吸收到表面,在耗尽层和绝缘层之间构成一个p型薄层,称反型层。
这个反型层就构成漏源之间的导电沟道,这时的vgs称为开启电压vgs(th),vgs到vgs(th)后再增加,衬底表面感应的空穴越多,反型层加宽,而耗尽层的宽度却不再变化,这样可以用vgs的大小控制导电沟道的宽度。
pmos的vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接vcc时的情况(高端驱动)。需要注意的是,vgs指的是栅极g与源极s的电压,即栅极低于电源一定电压就导通,并非相对于地的电压。
但是因为pmos导通内阻比较大,所以只适用低功率的情况。不过,大功率仍然使用n沟道mos管。
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