Apa itu P Channel MOSFET: Bekerja & Aplikasinya

MOSFET adalah perangkat tiga terminal, tegangan terkontrol, impedansi input tinggi, dan unipolar yang merupakan komponen penting dalam rangkaian elektronik yang berbeda. Secara umum, perangkat ini diklasifikasikan menjadi dua jenis peningkatan MOSFET & penipisan MOSFET berdasarkan apakah mereka memiliki saluran dalam kondisi default atau tidak. Sekali lagi, peningkatan MOSFET diklasifikasikan ke dalam p channel enhancement dan n channel enhancement & depletion MOSFET diklasifikasikan menjadi p channel depletion dan n channel depletion MOSFET. Maka artikel ini membahas salah satu jenis MOSFET seperti saluran P MOSFET .

Apa itu MOSFET P Channel?

Jenis MOSFET di mana saluran terdiri dengan mayoritas pembawa muatan sebagai lubang dikenal sebagai MOSFET saluran p. Setelah MOSFET ini diaktifkan, maka sebagian besar pembawa muatan seperti lubang akan bergerak di seluruh saluran. MOSFET ini berbeda dengan MOSFET saluran N karena dalam MOSFET N sebagian besar pembawa muatan adalah elektron. Itu Simbol P Channel MOSFET dalam mode peningkatan dan mode penipisan ditunjukkan di bawah ini.

MOSFET saluran-P mencakup wilayah Saluran-P yang disusun di antara dua terminal seperti sumber (S) dan saluran (D) & badan adalah wilayah-n. Mirip dengan N channel MOSFET, MOSFET jenis ini juga mencakup tiga terminal seperti source, drain, dan gate. Di sini, baik terminal sumber & saluran pembuangan banyak didoping dengan bahan tipe p  dan jenis substrat yang digunakan dalam MOSFET ini adalah tipe-n.

Bekerja

Mayoritas pembawa muatan di MOSFET P-Channel adalah lubang di mana pembawa muatan ini memiliki mobilitas rendah dibandingkan dengan elektron yang digunakan dalam MOSFET N-Channel. Perbedaan utama antara saluran p dan saluran n MOSFET adalah, pada saluran p, diperlukan tegangan negatif dari Vgs (terminal gerbang ke sumber) untuk mengaktifkan MOSFET sedangkan, pada saluran n, diperlukan tegangan VGS positif. Jadi ini membuat MOSFET tipe P-Channel menjadi pilihan sempurna untuk sakelar sisi tinggi.

Setiap kali kita memberikan tegangan negatif (-) pada terminal gerbang MOSFET ini, maka pembawa muatan yang tersedia di bawah lapisan oksida seperti elektron didorong ke bawah ke substrat. Jadi daerah penipisan yang ditempati oleh lubang dihubungkan dengan atom donor. Jadi tegangan gerbang negatif (-) akan menarik lubang dari daerah drain & sumber p+ ke daerah saluran.

Silakan merujuk ke tautan ini untuk mengetahui lebih banyak tentang MOSFET sebagai Sakelar

Jenis MOSFET Saluran P

Ada dua jenis MOSFET saluran p yang tersedia Peningkatan saluran P MOSFET & MOSFET penipisan saluran P.

P-channel Peningkatan MOSFET

MOSFET peningkatan saluran p dirancang sederhana dengan substrat n yang didoping ringan. Di sini, dua bahan tipe-p dengan doping berat dipisahkan melalui panjang saluran seperti 'L'. Lapisan silikon dioksida tipis diendapkan pada substrat yang biasanya disebut lapisan dielektrik.

Dalam MOSFET ini, dua bahan tipe P membentuk sumber (S) & saluran pembuangan (D) dan aluminium digunakan sebagai pelapis pada dielektrik untuk membentuk terminal gerbang (G). Di sini, sumber dan badan MOSFET hanya terhubung ke GND.

Ketika tegangan negatif diterapkan ke terminal gerbang (G) maka konsentrasi +ve muatan akan diselesaikan di bawah lapisan dielektrik karena efek kapasitansi. Elektron yang tersedia pada substrat n karena gaya tolak akan berpindah.

Ketika tegangan negatif diterapkan di terminal pembuangan maka tegangan negatif di dalam daerah pembuangan menurun, perbedaan tegangan antara gerbang & saluran berkurang, dengan demikian, lebar saluran konduktif berkurang menuju daerah pembuangan, dan suplai arus dari sumber ke saluran pembuangan.

Saluran yang terbentuk di dalam MOSFET memberikan resistensi terhadap aliran arus dari sumber ke saluran. Di sini, resistansi saluran terutama tergantung pada tampilan samping saluran & lagi-lagi penampang saluran ini tergantung pada tegangan negatif yang diterapkan pada terminal gerbang. Dengan demikian aliran arus dari sumber ke saluran pembuangan dapat dikontrol melalui tegangan yang diberikan pada terminal gerbang sehingga MOSFET dikenal sebagai perangkat yang dikendalikan tegangan. Ketika konsentrasi lubang membentuk saluran & aliran arus di seluruh saluran meningkat karena peningkatan tegangan gerbang negatif, jadi ini dikenal sebagai MOSFET Peningkatan Saluran-P.

P-channel Deplesi MOSFET

Konstruksi MOSFET deplesi saluran p dibalik menjadi MOSFET deplesi saluran n. Saluran di MOSFET ini adalah pra-pembuatan karena pengotor tipe-p yang tersedia di dalamnya. Setelah tegangan negatif (-) diterapkan di terminal gerbang maka pembawa muatan minoritas seperti elektron dalam tipe-n tertarik ke saluran tipe-p. Dalam kondisi ini, sekali saluran dibias mundur maka perangkat mulai melakukan meskipun, ketika tegangan negatif dalam saluran ditingkatkan maka menghasilkan pembentukan lapisan penipisan.

Wilayah ini terutama tergantung pada konsentrasi lapisan yang terbentuk karena lubang. Lebar daerah lapisan penipisan akan mempengaruhi nilai konduktivitas saluran. Jadi, dengan variasi nilai tegangan daerah, aliran arus dikendalikan. Akhirnya, gerbang & saluran pembuangan akan tetap pada polaritas negatif sementara sumbernya tetap pada nilai '0'.

Bagaimana Anda Menggunakan MOSFET P-Channel?

Rangkaian sakelar MOSFET komplementer untuk mengendalikan motor ditunjukkan di bawah ini. Rangkaian sakelar ini menggunakan dua MOSFET seperti saluran P dan saluran N untuk mengontrol motor di kedua arah. Di sirkuit ini, kedua MOSFET ini hanya terhubung untuk menghasilkan sakelar dua arah menggunakan suplai ganda melalui motor yang terhubung di antara saluran umum & referensi GND.

Setelah tegangan input LOW maka P-channel MOSFET yang terhubung dalam rangkaian akan ON & N channel MOSFET akan dimatikan karena sambungan gerbang ke sumbernya bias negatif akibatnya motor dalam rangkaian berputar ke satu arah. Di sini, motor dioperasikan dengan menggunakan rel suplai +VDD.
Demikian pula ketika inputnya HIGH, maka MOSFET saluran-N mengaktifkan ON & perangkat saluran-P mati karena sambungan gerbang ke sumbernya dibias positif. Sekarang motor berputar ke arah sebaliknya karena tegangan terminal motor telah dibalik ketika disuplai melalui rel suplai -VDD.

Setelah itu, untuk arah maju motor, MOSFET tipe kanal-P digunakan untuk mengalihkan suplai +ve ke motor sedangkan untuk arah sebaliknya, MOSFET kanal-N digunakan untuk mengalihkan suplai -ve ke motor.

• Di sini, ketika kedua MOSFET OFF, motor akan berhenti bekerja.
• Ketika MOSFET1 ON, MOSFET2 OFF maka motor berjalan ke arah forwarding.
• Ketika MOSFET1 OFF, MOSFET2 ON maka motor berjalan ke arah sebaliknya.

Bagaimana Anda Menguji MOSFET P Channel?

Pengujian p channel MOSFET dapat dilakukan dengan menggunakan multimeter digital dengan mengikuti langkah-langkah sebagai berikut.

• Pertama, Anda perlu mengatur multimeter ke kisaran dioda
• Tempatkan MOSFET di atas meja kayu mana pun dengan menghadapkan sisi tercetaknya ke arah Anda.
• Dengan menggunakan probe multimeter digital, memperpendek terminal saluran dan gerbang MOSFET, ini pertama-tama akan memungkinkan kapasitansi internal perangkat untuk dikosongkan, sehingga sangat diperlukan untuk proses pengujian MOSFET.
• Sekarang tempatkan probe warna merah multimeter pada terminal sumber dan probe hitam pada terminal pembuangan.
• Anda akan mendapatkan pembacaan sirkuit terbuka pada tampilan multimeter.
• Setelah itu, tanpa mengubah probe warna MERAH dari terminal sumber MOSFET, lepaskan probe warna hitam dari terminal pembuangan & letakkan di terminal gerbang MOSFET selama beberapa detik & letakkan kembali di terminal pembuangan MOSFET.
• Pada saat ini, multimeter akan menunjukkan nilai rendah atau nilai kontinuitas pada tampilan multimeter.
• Itu saja, ini akan memverifikasi MOSFET Anda baik-baik saja & tanpa masalah. Jenis pembacaan lainnya akan menentukan MOSFET yang rusak.

Mode Kegagalan MOSFET Saluran P

Kegagalan MOSFET sering terjadi karena alasan yang tampaknya tidak dapat dijelaskan bahkan dengan desain yang bagus, komponen terbaik & motor baru. Umumnya, MOSFET sangat kuat – namun, mereka dapat gagal dengan sangat cepat karena peringkat yang terlampaui. Di sini kita akan menjelaskan beberapa mode kegagalan utama MOSFET & cara menghindarinya.

Sangat sulit untuk mengetahui kegagalan yang terjadi di dalam MOSFET karena kita tidak mengetahui apa yang sebenarnya terjadi sehingga menyebabkan kegagalan. Di sini kami telah mencantumkan beberapa mode kegagalan yang terjadi di MOSFET seperti berikut ini.

• Setiap kali pasokan arus tinggi di seluruh MOSFET maka akan memanas. Peredam panas yang buruk juga dapat merusak MOSFET dari suhu ekstrem.
• Baterai rusak.
• Kegagalan longsor.
• kegagalan dV/dt.
• Motor macet atau macet.
• Akselerasi atau deselerasi cepat.
• Disipasi daya berlebih.
• Kelebihan Arus
• Beban dengan arus pendek
• Benda asing.

Karakteristik

Itu Karakteristik P Channel MOSFET s dibahas di bawah ini.

• MOSFET ini adalah perangkat yang dikendalikan tegangan.
• Perangkat ini memiliki nilai impedansi input yang tinggi.
• Dalam saluran-P, konduktivitas saluran disebabkan oleh polaritas negatif di terminal gerbang.
  Dibandingkan dengan saluran n, karakteristik MOSFET saluran p serupa tetapi satu-satunya perbedaan adalah polaritasnya karena nilai substrat tidak sama di sini.

Keuntungan

Itu keuntungan dari P Channel MOSFET termasuk berikut ini.

• Desain MOSFET ini sangat sederhana sehingga dapat diterapkan di mana ruang terbatas seperti drive tegangan rendah & aplikasi POL yang tidak terisolasi.
• Ini adalah metode mengemudi gerbang yang disederhanakan di tempat sakelar sisi tinggi & sering mengurangi biaya keseluruhan
• Efisiensi yang diberikan oleh MOSFET lebih tinggi saat beroperasi pada tegangan rendah.
• Dibandingkan dengan JFET, MOSFET memiliki impedansi input yang tinggi.
• Mereka memiliki ketahanan saluran yang tinggi karena hambatan saluran yang lebih sedikit.
• Ini sangat sederhana untuk diproduksi.
• Ini mendukung operasi kecepatan tinggi dibandingkan dengan JFET.

Itu kelemahan dari P Channel MOSFET termasuk berikut ini.

• Lapisan oksida tipis MOSFET akan membuatnya rentan terhadap kerusakan saat diinduksi oleh muatan elektrostatik.
• Ini tidak stabil ketika tegangan tinggi digunakan.

Jadi, ini adalah ikhtisar dari p channel MOSFET – bekerja , jenis, dan aplikasinya. Berikut adalah pertanyaan untuk Anda, apa itu n channel MOSFET?