PMOSFET क्या है, क्या आप जानते हैं?

PMOSFET, जिसे पॉजिटिव चैनल मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर के रूप में जाना जाता है, एक विशेष प्रकार का MOSFET है। निम्नलिखित PMOSFETs की विस्तृत व्याख्या है:

I. बुनियादी संरचना और कार्य सिद्धांत

1. मूल संरचना

पीएमओएसएफईटी में एन-प्रकार के सब्सट्रेट और पी-चैनल होते हैं, और उनकी संरचना में मुख्य रूप से एक गेट (जी), एक स्रोत (एस) और एक नाली (डी) होते हैं। एन-प्रकार के सिलिकॉन सब्सट्रेट पर, दो पी+ क्षेत्र होते हैं जो क्रमशः स्रोत और नाली के रूप में काम करते हैं, और वे पी-चैनल के माध्यम से एक दूसरे से जुड़े होते हैं। गेट चैनल के ऊपर स्थित है और एक धातु ऑक्साइड इन्सुलेट परत द्वारा चैनल से अलग किया गया है।

2. संचालन के सिद्धांत

PMOSFETs NMOSFETs के समान ही कार्य करते हैं, लेकिन विपरीत प्रकार के वाहकों के साथ। PMOSFET में, मुख्य वाहक छेद होते हैं। जब स्रोत के संबंध में गेट पर एक नकारात्मक वोल्टेज लागू किया जाता है, तो गेट के नीचे एन-प्रकार सिलिकॉन की सतह पर एक पी-प्रकार उलटा परत बनती है, जो स्रोत और नाली को जोड़ने वाली खाई के रूप में कार्य करती है। गेट वोल्टेज बदलने से चैनल में छिद्रों का घनत्व बदल जाता है, जिससे चैनल की चालकता नियंत्रित हो जाती है। जब गेट वोल्टेज काफी कम होता है, तो चैनल में छेद का घनत्व स्रोत और नाली के बीच संचालन की अनुमति देने के लिए पर्याप्त उच्च स्तर तक पहुंच जाता है; इसके विपरीत, चैनल कट जाता है।

द्वितीय. विशेषताएँ और अनुप्रयोग

1. विशेषताएँ

कम गतिशीलता: पी-चैनल एमओएस ट्रांजिस्टर में अपेक्षाकृत कम छेद वाली गतिशीलता होती है, इसलिए पीएमओएस ट्रांजिस्टर का ट्रांसकंडक्टेंस समान ज्यामिति और ऑपरेटिंग वोल्टेज के तहत एनएमओएस ट्रांजिस्टर की तुलना में छोटा होता है।

कम गति, कम आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त: कम गतिशीलता के कारण, पीएमओएस एकीकृत सर्किट कम गति, कम आवृत्ति वाले क्षेत्रों में अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त हैं।

संचालन की स्थिति: पीएमओएसएफईटी की संचालन स्थिति एनएमओएसएफईटी के विपरीत है, जिसके लिए स्रोत वोल्टेज से कम गेट वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

अनुप्रयोग

हाई साइड स्विचिंग: पीएमओएसएफईटी का उपयोग आमतौर पर हाई साइड स्विचिंग कॉन्फ़िगरेशन में किया जाता है जहां स्रोत सकारात्मक आपूर्ति से जुड़ा होता है और ड्रेन लोड के सकारात्मक छोर से जुड़ा होता है। जब PMOSFET संचालित होता है, तो यह लोड के सकारात्मक सिरे को सकारात्मक आपूर्ति से जोड़ता है, जिससे लोड के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है। यह कॉन्फ़िगरेशन बिजली प्रबंधन और मोटर ड्राइव जैसे क्षेत्रों में बहुत आम है।

रिवर्स प्रोटेक्शन सर्किट: पीएमओएसएफईटी का उपयोग रिवर्स पावर सप्लाई या लोड करंट बैकफ्लो के कारण सर्किट को होने वाले नुकसान को रोकने के लिए रिवर्स प्रोटेक्शन सर्किट में भी किया जा सकता है।

तृतीय. डिज़ाइन और विचार

1. गेट वोल्टेज नियंत्रण

PMOSFET सर्किट डिजाइन करते समय, उचित संचालन सुनिश्चित करने के लिए गेट वोल्टेज के सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है। चूँकि PMOSFETs की चालन स्थितियाँ NMOSFETs के विपरीत हैं, इसलिए गेट वोल्टेज की ध्रुवता और परिमाण पर ध्यान देने की आवश्यकता है।

2. लोड कनेक्शन

लोड को कनेक्ट करते समय, लोड की ध्रुवीयता पर ध्यान देने की आवश्यकता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि पीएमओएसएफईटी के माध्यम से वर्तमान प्रवाह सही ढंग से हो, और पीएमओएसएफईटी के प्रदर्शन पर लोड का प्रभाव, जैसे वोल्टेज ड्रॉप, बिजली की खपत, आदि। , पर भी विचार करने की आवश्यकता है।

3. तापमान स्थिरता

पीएमओएसएफईटी का प्रदर्शन तापमान से बहुत प्रभावित होता है, इसलिए सर्किट डिजाइन करते समय पीएमओएसएफईटी के प्रदर्शन पर तापमान के प्रभाव को ध्यान में रखा जाना चाहिए, और सर्किट की तापमान स्थिरता में सुधार के लिए संबंधित उपाय किए जाने की आवश्यकता है।

4. सुरक्षा सर्किट

ऑपरेशन के दौरान पीएमओएसएफईटी को ओवरकरंट और ओवरवॉल्टेज से क्षतिग्रस्त होने से बचाने के लिए, सर्किट में ओवरकरंट प्रोटेक्शन और ओवरवॉल्टेज प्रोटेक्शन जैसे सुरक्षा सर्किट स्थापित करने की आवश्यकता होती है। ये सुरक्षा सर्किट प्रभावी ढंग से PMOSFET की सुरक्षा कर सकते हैं और इसकी सेवा जीवन को बढ़ा सकते हैं।

संक्षेप में, PMOSFET विशेष संरचना और कार्य सिद्धांत के साथ MOSFET का एक प्रकार है। इसकी कम गतिशीलता और कम गति, कम आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्तता इसे विशिष्ट क्षेत्रों में व्यापक रूप से लागू करती है। PMOSFET सर्किट को डिजाइन करते समय, सर्किट के उचित संचालन और विश्वसनीयता को सुनिश्चित करने के लिए गेट वोल्टेज नियंत्रण, लोड कनेक्शन, तापमान स्थिरता और सुरक्षा सर्किट पर ध्यान देने की आवश्यकता है।