耗尽型PMOS晶体管在哪里?


11

在学校里,我曾教过PMOS和NMOS晶体管以及增强和耗尽型晶体管。这是我所了解的简短版本:

增强意味着该通道是正常关闭的。耗尽表示通道为常开状态。

NMOS表示通道由自由电子组成。PMOS表示通道由自由孔组成。

增强型NMOS:正的栅极电压吸引电子,从而打开沟道。
增强PMOS:负栅极电压吸引空穴,从而打开沟道。
耗尽NMOS:负栅极电压排斥电子,从而关闭沟道。
耗尽型PMOS:正的栅极电压排斥空穴,从而关闭沟道。

自从我开始谋生设计工作已经六年了,至少有一次我想要(或者至少以为我想要)耗尽型PMOS晶体管。例如,对于电源的自举电路来说,这似乎是一个好主意。但是似乎没有这样的设备。

为什么没有耗尽型PMOS晶体管?我对它们的理解有缺陷吗?他们没用吗?不可能建造?建造起来如此昂贵,以至于首选其他晶体管的便宜组合?还是他们在那里,我只是不知道在哪里看?


它们的性能仅不及增强晶体管,而CMOS是现在已
— 普及的

对于GaAs晶体管,耗尽模式已经并且仍然比增强模式更为普遍。不要问我为什么。
— Telaclavo 2012年

是的,甚至我对此都纳闷!如果有人偶然发现一些其他信息:Supertex制作了一些不错的n沟道耗尽模式mosfets,请使用它们:supertex.com/pdf/misc/d_mode_mosfets_SG_device.pdf他们也有应用笔记!

是的,我们知道有关NMOS的问题,具体来说是有关PMOS耗尽的问题!
— 费德里科·鲁索

“没有电源的操作:通过模拟视频”讨论了一种耗尽型晶体管可能会派上用场的特殊应用。
— 大卫

Answers:


5

维基说...

在耗尽型MOSFET中,该器件通常在零栅极-源极电压下导通。此类器件在逻辑电路中用作负载“电阻器”(例如,在耗尽负载NMOS逻辑中)。对于N型耗尽负载器件,阈值电压可能约为–3 V,因此可以通过将栅极3 V拉为负值来关闭它(相比之下,漏极比NMOS中的源极更正)。在PMOS中,极性相反。

因此,对于耗尽型PMOS,它通常在零伏时导通,但栅极上需要高于电源电压3V或更高的电压才能关断。你从哪里得到电压?我认为,这就是为什么这种情况不常见。

在实践中,现在我们称它们为功率MOSFET的高端开关或低端开关。他们不希望将增强和耗尽模式组合在同一芯片中,因为处理成本几乎是原来的两倍。该专利定义了一些创新和更好的物理设计。比我记得的多 http://www.google.com/patents/US20100044796

尽管您的建议和性能可能是关键问题。但是,当降低到低ESR时,MOSFET就像电压控制开关一样,ESR在很大的DC电压范围内变化,而双极晶体管在某些情况下最大峰值为0.6至<2V。同样对于MOSFET,在查看负载和源极的ESR时,将其认为具有50至100的阻抗增益是很有建设性的。因此,如果您使用100:1(保守的是50:1),则考虑需要一个100欧姆的电源来驱动1欧姆MOSFET,而需要10欧姆的电源来驱动10mΩMOSFET。这仅在开关过渡期间非常重要,而不是稳态栅极电流。

而双极型hFE急剧下降,因此您认为电源开关饱和时的hFe为10至20很好。

还要将MOSFET作为过渡期间的电荷控制开关,因此,如果要进行快速过渡并避免换向振铃或跨界短裤。但这取决于设计需求。

希望这不是太多的信息,该专利从器件物理角度解释了它如何用于PN型耗尽和增强的所有模式。


2
我可以想像一个截止点约为2V的耗尽型PFET的一种用途就是耗尽了可以打开和关闭的设备的存储电容。断电时,某些设备(组件)将在VDD约为0.6-0.8伏的情况下长时间放置。如果将这样的设备连接到处理器输入并输出它认为是“高”的电平,则可能会使处理器的电流消耗增加数十微安。添加一种耗尽模式的PFET,当器件“加电”时它不会消耗任何功率,但是在断电时会消耗几百微安的电流。
— 2012年

我认为我的主要困惑是有关栅极电压的参考点。Gate始终引用源极,但源极是PMOS中的“正”端子,而它是NMOS中的“负”端子。如果耗尽型PMOS跨过系统的5V电源轨,则在栅极上需要6V(相对于系统公共端)才能将其关闭。就像你说的那样,你从哪里得到电压?我认为,它对于我的自举电路仍然应该工作,在这里我使用电阻器/齐纳二极管产生15V电压,以运行输出为24V的开关。一旦建立24V,耗尽型PMOS将切断齐纳二极管。
— 史蒂芬·科林斯

经过进一步考虑,它仍然无法按照我的预期工作。
— 史蒂芬·科林斯

因此,托尼,您的回答(不好意思)是,行业根本不需要这种晶体管。对?
— Ale..chenski

是和否,对于新设计,是。.DK仍然库存约80 N耗尽模式类型,但0 P类型和6,105增强模式类型(对不起,请允许或接受)
— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75年
By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.