Wo sind die Verarmungs-PMOS-Transistoren?

In der Schule wurde ich über PMOS- und NMOS-Transistoren sowie über Anreicherungs- und Verarmungstransistoren unterrichtet. Hier ist die Kurzfassung dessen, was ich verstehe:

Verstärkung bedeutet, dass der Kanal normalerweise geschlossen ist. Erschöpfung bedeutet, dass der Kanal normalerweise offen ist.

NMOS bedeutet, dass der Kanal aus freien Elektronen besteht. PMOS bedeutet, dass der Kanal aus freien Löchern besteht.

Enhancement NMOS: Positive Gate-Spannung zieht Elektronen an und öffnet den Kanal.
Verbesserung PMOS: Negative Gate-Spannung zieht Löcher an und öffnet den Kanal.
Verarmungs-NMOS: Negative Gate-Spannung stößt Elektronen ab und schließt den Kanal.
Verarmungs-PMOS: Positive Gate-Spannung stößt Löcher ab und schließt den Kanal.

Es ist sechs Jahre her, dass ich angefangen habe, meinen Lebensunterhalt mit Designarbeit zu verdienen, und mindestens einmal wollte ich (oder dachte zumindest, ich wollte) einen Verarmungs-PMOS-Transistor. Es schien zum Beispiel eine gute Idee für eine Bootstrap-Schaltung für ein Netzteil zu sein. Doch solche Geräte scheinen nicht zu existieren.

Warum gibt es keine Verarmungs-PMOS-Transistoren? Ist mein Verständnis von ihnen fehlerhaft? Sind sie nutzlos? Bauen unmöglich? So teuer zu bauen, dass eine billigere Kombination anderer Transistoren bevorzugt wird? Oder sind sie da draußen und ich weiß nur nicht, wo ich suchen soll?

Sie sind nur weniger leistungsfähig als Anreicherungstransistoren, und CMOS ist jetzt eine etablierte Technologie
Bei GaAs-Transistoren war und scheint der Verarmungsmodus häufiger zu sein als der Anreicherungsmodus. Frag mich nicht warum.
Ja, das habe ich mich auch schon gefragt! Einige zusätzliche Informationen, falls jemand darüber stolpert: Supertex stellt einige nette Mosfets mit n-Kanal-Verarmungsmodus her, verwenden Sie sie: supertex.com/pdf/misc/d_mode_mosfets_SG_device.pdf Sie haben auch Anwendungshinweise!
Ja, wir kennen NMOS, die Frage bezieht sich speziell auf die PMOS-Erschöpfung!
"Operation without power: Passing analog video" diskutiert eine bestimmte Anwendung, bei der sich Verarmungstransistoren als nützlich erweisen könnten.

Antworten (1)

Wiki sagt...

In einem Verarmungs-MOSFET ist das Gerät normalerweise bei einer Gate-Source-Spannung von Null eingeschaltet. Solche Bauelemente werden als Last-"Widerstände" in Logikschaltungen (zum Beispiel in NMOS-Logik mit Verarmungslast) verwendet. Bei Geräten mit Verarmungslast vom N-Typ könnte die Schwellenspannung etwa –3 V betragen, sodass sie ausgeschaltet werden könnte, indem das Gate um 3 V negativ gezogen wird (der Drain ist im Vergleich dazu positiver als die Source in NMOS). Bei PMOS sind die Polaritäten umgekehrt.

Für ein PMOS im Verarmungsmodus ist es also normalerweise bei null Volt eingeschaltet, aber Sie benötigen 3 V oder mehr am Gate, das höher als die Versorgungsspannung ist, um es auszuschalten. Woher hast du diese Spannung? Ich denke, deshalb ist es ungewöhnlich.

In der Praxis nennen wir sie jetzt High-Side-Schalter oder Low-Side-Schalter für Leistungs-MOSFETs. Sie ziehen es vor, Anreicherungs- und Verarmungsmodus nicht auf demselben Chip zu kombinieren, da die Verarbeitungskosten fast doppelt so hoch sind. Dieses Patent definiert einige Innovationen und eine bessere physikalische Beschreibung. als ich mich erinnern kann. http://www.google.com/patents/US20100044796

Es ist möglich, obwohl das, was Sie vorschlagen, und die Leistung Schlüsselthemen sind. Wenn es jedoch um einen niedrigen ESR geht, sind MOSFETS wie spannungsgesteuerte Schalter, bei denen sich der ESR über einen weiten Bereich von Gleichspannungen ändert, im Gegensatz zu Bipolartransistoren, die in einigen Fällen 0,6 bis < 2 V für die maximale Spitze betragen. Auch für MOSFETs ist es konstruktiv, sich vorzustellen, dass sie eine Impedanzverstärkung von 50 bis 100 haben, wenn man die Lasten und den ESR der Quelle betrachtet. Bedenken Sie also, dass Sie eine 100-Ohm-Quelle benötigen, um einen 1-Ohm-MOSFET anzusteuern, und eine 10-Ohm-Quelle, um einen 10-mΩ-MOSFET anzusteuern, wenn Sie 100:1 verwenden, konservativ ist 50:1. Dies ist NUR während der Übergangszeit des Schalters wichtig, nicht der stationäre Gate-Strom.

Während bipolares hFE dramatisch abfällt, halten Sie hFe von 10 bis 20 für gut, wenn es für einen Leistungsschalter gesättigt ist.

Berücksichtigen Sie auch, dass MOSFETS während des Übergangs als ladungsgesteuerte Schalter dienen, sodass Sie eine große Ladung zur Verfügung haben möchten, um die Gate-Kapazität und die in das Gate reflektierte Last mit einem Gate-Antrieb mit niedrigem ESR zu treiben, wenn Sie einen schnellen Übergang vornehmen und Kommutierungsklingeln vermeiden möchten oder Brücken-Crossover-Shorts. Aber das hängt von den Designanforderungen ab.

Ich hoffe, das ist nicht zu viel Information und das Patent erklärt, wie es für alle Modi der PN-Typ-Verarmung und -Verbesserung in Bezug auf die Gerätephysik funktioniert.

Eine Verwendung, die ich mir für einen PFET im Verarmungsmodus mit einem Ausschaltpunkt von ~ 2 V vorstellen kann, wäre das Entleeren der Speicherkappen für ein Gerät, das ein- und ausgeschaltet werden kann. Einige Geräte (Baugruppen) werden, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, lange Zeit mit VDD um 0,6-0,8 Volt sitzen. Wenn ein solches Gerät an einen Prozessoreingang angeschlossen ist und ausgibt, was es für "hoch" hält, kann dies den Stromverbrauch des Prozessors um Dutzende von Mikroampere erhöhen. Das Hinzufügen eines PFET im Verarmungsmodus, der nichts zieht, wenn sein Gerät "eingeschaltet" wird, aber ein paar hundert Mikroampere zieht, wenn es ausgeschaltet wird, könnte helfen.
Ich denke, meine Hauptverwirrung war, auf welchen Punkt sich die Gate-Spannung bezieht. Gate wird immer auf Source bezogen, aber Source ist der "positive" Anschluss in einem PMOS, während es der "negative" Anschluss in einem NMOS ist. Wenn das Verarmungs-PMOS über der 5-V-Schiene Ihres Systems lag, benötigen Sie 6 V (relativ zur Systemmasse) am Gate, um es abzuhalten. Wie du schon sagtest, woher bekommst du diese Spannung? Ich denke, es sollte immer noch für meine Bootstrap-Schaltung funktionieren, bei der ich einen Widerstand / Zener verwendet habe, um 15 V zu erzeugen, um einen Umschalter mit 24 V Ausgang zu betreiben. Verarmungs-PMOS würde den Zener abschalten, sobald 24 V hergestellt wurden.
Nach weiterer Überlegung würde es immer noch nicht so funktionieren, wie ich es beabsichtigt hatte.
Also, Tony, deine Antwort (Entschuldigung) ist, dass diese Transistorkategorie von der Industrie einfach nicht benötigt wird. Rechts?
Ja und Nein, Ja für neues Design. DK hat noch etwa 80 Typen im N-Verarmungsmodus auf Lager, aber 0 P-Typen und 6.105 Typen im Verbesserungsmodus (Entschuldigung, geben oder nehmen)
Wo sind die Verarmungs-PMOS-Transistoren?
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