Di mana penipisan transistor PMOS?


11

Di sekolah, saya diajari tentang transistor PMOS dan NMOS, dan tentang transistor peningkatan dan penipisan mode. Inilah versi singkat dari apa yang saya mengerti:

Peningkatan berarti bahwa saluran biasanya tertutup. Deplesi berarti saluran terbuka secara normal.

NMOS berarti saluran itu terbuat dari elektron bebas. PMOS berarti saluran dibuat dari lubang bebas.

Peningkatan NMOS: tegangan gerbang positif menarik elektron, membuka saluran.
Perangkat tambahan PMOS: tegangan gerbang negatif menarik lubang, membuka saluran.
Deplesi NMOS: tegangan negatif gerbang mengusir elektron, menutup saluran.
Deplesi PMOS: voltase gerbang positif mengusir lubang, menutup saluran.

Sudah enam tahun sejak saya mulai melakukan pekerjaan desain untuk mencari nafkah, dan setidaknya pada satu kesempatan saya ingin (atau setidaknya berpikir saya ingin) sebuah transistor PMOS yang menipis. Sepertinya ide yang bagus untuk sirkuit bootstrap untuk catu daya, misalnya. Namun sepertinya tidak ada perangkat seperti itu.

Mengapa tidak ada penipisan transistor PMOS? Apakah pemahaman saya tentang mereka salah? Apakah itu tidak berguna? Tidak mungkin dibangun? Jadi mahal untuk dibangun sehingga kombinasi yang lebih murah dari transistor lain lebih disukai? Atau mereka di luar sana dan aku tidak tahu harus mencarinya ke mana?


Mereka hanya memiliki kinerja yang kurang dari transistor peningkatan, dan CMOS adalah teknologi yang sudah
mapan

Dengan transistor GaAs, mode penipisan telah dan tampaknya masih lebih umum daripada mode peningkatan. Jangan tanya kenapa.
Telaclavo

Ya bahkan saya bertanya-tanya tentang itu! Beberapa info tambahan kalau-kalau ada yang tersandung pada hal ini: Supertex membuat beberapa mosfet mode n-channel deplesi yang bagus, telah menggunakannya: supertex.com/pdf/misc/d_mode_mosfets_SG_device.pdf Mereka memiliki catatan aplikasi juga!

Ya, kita tahu tentang NMOS, pertanyaannya adalah tentang penipisan PMOS!
Federico Russo

"Operasi tanpa daya: Melewati video analog" membahas satu aplikasi tertentu di mana transistor mode penipisan mungkin berguna.
davidcary

Jawaban:


5

Wiki mengatakan ...

Dalam MOSFET mode deplesi, perangkat normalnya AKTIF pada tegangan gerbang nol sumber. Perangkat semacam itu digunakan sebagai beban "resistor" di sirkuit logika (dalam logika NMOS deplesi-beban, misalnya). Untuk perangkat tipe N-deplesi-load, tegangan ambang mungkin sekitar –3 V, sehingga bisa dimatikan dengan menarik gerbang 3 V negatif (drain, sebagai perbandingan, lebih positif dari sumber di NMOS). Dalam PMOS, polaritas dibalik.

Jadi untuk PMOS mode penipisan biasanya ON pada volt Nol tetapi Anda perlu 3V atau lebih di gerbang lebih tinggi dari tegangan suplai untuk mematikan. Di mana Anda mendapatkan tegangan itu? Saya pikir, itu sebabnya tidak biasa.

Dalam praktiknya sekarang kita menyebutnya sakelar Sisi Tinggi atau sakelar Sisi Rendah untuk MOSFET daya. Mereka memilih untuk tidak menggabungkan peningkatan dan penurunan mode dalam chip yang sama karena biaya pemrosesan hampir dua kali lipat. Paten ini mendefinisikan beberapa inovasi dan desain fisik yang lebih baik. daripada yang bisa kuingat. http://www.google.com/patents/US20100044796

Mungkin saja apa yang Anda sarankan dan kinerja adalah masalah utama. Namun ketika turun ke ESR rendah, MOSFET seperti sakelar yang dikontrol tegangan dengan ESR berubah pada berbagai tegangan DC tidak seperti transistor bipolar yang 0,6 hingga <2V untuk puncak maks dalam beberapa kasus. Juga untuk MOSFET, konstruktif untuk menganggapnya memiliki gain impedansi 50 hingga 100 ketika melihat beban dan ESR sumber. Jadi pertimbangkan Anda membutuhkan sumber 100 ohm untuk menggerakkan 1 ohm MOSFET dan sumber 10 ohm untuk menggerakkan 10 mΩ MOSFET jika Anda menggunakan 100: 1, Konservatif adalah 50: 1. Ini HANYA penting selama periode transisi sakelar, bukan arus gerbang kondisi tunak.

Sedangkan bipolar hFE turun drastis sehingga Anda menganggap hFe 10 hingga 20 bagus saat jenuh untuk sakelar daya.

Juga pertimbangkan bahwa MOSFET sebagai sakelar kendali muatan selama transisi, jadi Anda ingin muatan besar tersedia untuk menggerakkan kapasitansi dan beban gerbang yang dipantulkan ke gerbang dengan penggerak gerbang ESR rendah, jika Anda melakukan transisi cepat dan menghindari dering pergantian atau jembatan menyeberang celana pendek. Tetapi itu tergantung pada kebutuhan desain.

Harapan yang tidak terlalu banyak info dan paten menjelaskan cara kerjanya untuk semua mode penipisan dan peningkatan tipe PN dalam hal fisika perangkat.


2
Satu penggunaan yang dapat saya bayangkan untuk PFET mode deplesi dengan titik sakelar ~ 2V akan menguras tutup penyimpanan untuk perangkat yang dapat dinyalakan dan dimatikan. Beberapa perangkat (rakitan) akan, ketika daya dilepaskan, duduk untuk waktu yang lama dengan VDD sekitar 0,6-0,8 volt. Jika perangkat semacam itu terhubung ke input dan output prosesor apa yang dianggapnya "tinggi", yang dapat meningkatkan konsumsi prosesor saat ini oleh puluhan mikroamp. Menambahkan PFET mode-deplesi yang tidak akan menghasilkan apa-apa saat perangkatnya "dinyalakan", tetapi menggambar beberapa ratus mikrogram saat dimatikan dapat membantu.
supercat

Saya pikir kebingungan utama saya adalah tentang titik tegangan gerbang mana yang dirujuk. Gerbang selalu dirujuk ke sumber, tetapi sumber adalah terminal "positif" dalam PMOS, di mana itu adalah terminal "negatif" dalam NMOS. Jika deplesi PMOS berada di seberang rel 5V sistem Anda, Anda perlu 6V (relatif terhadap sistem umum) di gerbang untuk menahannya. Jadi seperti yang Anda katakan, di mana Anda mendapatkan tegangan itu? Seharusnya masih berfungsi untuk sirkuit bootstrap saya, saya pikir, di mana saya menggunakan resistor / zener untuk menghasilkan 15V untuk menjalankan switcher yang outputnya 24V. Deplesi PMOS akan memotong zener begitu 24V didirikan.
Stephen Collings

Setelah dipertimbangkan lebih lanjut, itu masih tidak akan berfungsi seperti yang saya maksudkan.
Stephen Collings

Jadi, Tony, jawaban Anda (alasan) adalah bahwa kategori transistor ini sama sekali tidak dibutuhkan oleh industri. Baik?
Ale..chenski

Ya dan Tidak, Ya untuk desain baru .. DK masih menyediakan sekitar 80 N jenis mode Deplesi tetapi 0 P dan 6.105 Jenis mode tambahan (permisi, beri atau
terima
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.