P型MOS管概述
P型MOS管是指n型襯底、p溝道，靠空穴的流動(dòng)運(yùn)送電流的MOS管。金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)(MOS)晶體管可分為N溝道與P溝道兩大類， P溝道硅MOS場效應(yīng)晶體管在N型硅襯底上有兩個(gè)P+區(qū)，分別叫做源極和漏極，兩極之間不通導(dǎo)，柵極上加有足夠的負(fù)電壓(源極接地)時(shí)，柵極下的N型硅表面呈現(xiàn)P型反型層，成為連接源極和漏極的溝道。改變柵壓可以改變溝道中的電子密度，從而改變溝道的電阻。這種MOS場效應(yīng)晶體管稱為P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)晶體管。
P型MOS管的種類
MOSFET共有三個(gè)腳，一般為G、D、S，通過G、S間加控制信號時(shí)可以改變D、S間的導(dǎo)通和截止。PMOS和NMOS在結(jié)構(gòu)上完全相像，所不同的是襯底和源漏的摻雜類型。簡單地說，NMOS是在P型硅的襯底上，通過選擇摻雜形成N型的摻雜區(qū)，作為NMOS的源漏區(qū)；PMOS是在N型硅的襯底上，通過選擇摻雜形成P型的摻雜區(qū)，作為PMOS的源漏區(qū)。兩塊源漏摻雜區(qū)之間的距離稱為溝道長度L，而垂直于溝道長度的有效源漏區(qū)尺寸稱為溝道寬度W。對于這種簡單的結(jié)構(gòu)，器件源漏是完全對稱的，只有在應(yīng)用中根據(jù)源漏電流的流向才能最后確認(rèn)具體的源和漏。
P型MOS管原理
PMOS的工作原理與NMOS相類似。因?yàn)镻MOS是N型硅襯底，其中的多數(shù)載流子是空穴，少數(shù)載流子是電子，源漏區(qū)的摻雜類型是P型，所以，PMOS的工作條件是在柵上相對于源極施加負(fù)電壓，亦即在PMOS的柵上施加的是負(fù)電荷電子，而在襯底感應(yīng)的是可運(yùn)動(dòng)的正電荷空穴和帶固定正電荷的耗盡層，不考慮二氧化硅中存在的電荷的影響，襯底中感應(yīng)的正電荷數(shù)量就等于PMOS柵上的負(fù)電荷的數(shù)量。當(dāng)達(dá)到強(qiáng)反型時(shí)，在相對于源端為負(fù)的漏源電壓的作用下，源端的正電荷空穴經(jīng)過導(dǎo)通的P型溝道到達(dá)漏端，形成從源到漏的源漏電流。同樣地，VGS越負(fù)(絕對值越大)，溝道的導(dǎo)通電阻越小，電流的數(shù)值越大。
與NMOS一樣，導(dǎo)通的PMOS的工作區(qū)域也分為非飽和區(qū)，臨界飽和點(diǎn)和飽和區(qū)。當(dāng)然，不論NMOS還是PMOS，當(dāng)未形成反型溝道時(shí)，都處于截止區(qū)，其電壓條件是
VGS<VTN (NMOS)，
VGS>VTP (PMOS)，
值得注意的是，PMOS的VGS和VTP都是負(fù)值。
PMOS集成電路是一種適合在低速、低頻領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的器件。PMOS集成電路采用-24V電壓供電。CMOS-PMOS接口電路采用兩種電源供電。采用直接接口方式，一般CMOS的電源電壓選擇在10～12V就能滿足PMOS對輸入電平的要求。
MOS場效應(yīng)晶體管具有很高的輸入阻抗，在電路中便于直接耦合，容易制成規(guī)模大的集成電路。
P型MOS管型號大全
|
Part Number |
ID（A） |
BVDSS（v） |
Typical RDS(ON)@60% ID（Ω） |
MAX RDS(ON)@60% ID（Ω） |
ciss |
|
pF |
|||||
|
4703A |
-8 |
-30 |
0.019 |
0.024 |
1310 |
|
23P10A |
-23 |
-100 |
0.078 |
0.95 |
3029 |
|
35P10A |
-35 |
-100 |
0.042 |
0.055 |
4920 |
|
8610A |
-35 |
-100 |
0.042 |
0.055 |
6516 |
|
3415 |
-4 |
-16 |
0.04 |
0.045 |
1450 |
|
3423 |
-2 |
-20 |
0.076 |
0.092 |
512 |
|
2301 |
-2.8 |
-20 |
0.105 |
0.120 |
415 |
|
2305 |
-3.5 |
-20 |
0.045 |
0.055 |
1245 |
|
3409 |
-2.6 |
-30 |
0.097 |
0.130 |
302 |
|
3401 |
-4 |
-30 |
0.050 |
0.060 |
954 |
|
3407 |
-4.1 |
-30 |
0.05 |
0.06 |
700 |
|
9435 |
-5.3 |
-30 |
0.05 |
0.06 |
840 |
|
7P03A |
-7.5 |
-30 |
0.018 |
0.02 |
1345 |
|
4703A |
-8 |
-30 |
0.019 |
0.024 |
1310 |
pmos管作為開關(guān)使用時(shí)，是由Vgs的電壓值來控制S（source源極）和 D（drain漏極）間的通斷。
Vgs的最小閥值電壓為：0.4v，也就是說當(dāng) S（source源極）電壓 — G（gate柵極）極 > 0.4V 時(shí)， 源極 和 漏極導(dǎo)通。
并且Vs = Vd ，S極電壓等于D極電壓。
例如：S極 為 3.3V，G極 為0.1V，則 Vgs = Vg — Vs = -3.2 pmos管導(dǎo)通，D極電壓為3.3V，一般pmos管當(dāng)做開關(guān)使用的時(shí)，S極和D極之間幾乎沒有壓降。
在實(shí)際使用中，一般G極接MCU控制管腳，S極接電源正極VCC，D極接器件的輸入。實(shí)際使用中的一個(gè)樣例如下：
RF_CTRL為低電平的時(shí)候，RF_RXD 和 RF_TXD上的電壓為 VDD。
下面電路為P溝道MOS管用作電路切換開關(guān)使用電路：
電路分析如下：
pmos的開啟條件是VGS電壓為負(fù)壓，并且電壓的絕對值大于最低開啟電壓，一般小功率的PMOS管的最小開啟電壓為0.7V左右，假設(shè)電池充滿電，電壓為4.2V,VGS=-4.2V，PMOS是導(dǎo)通的，電路是沒有問題的。當(dāng)5V電壓時(shí)，G極的電壓為5V，S極的電壓為5VV-二極管壓降（0.5左右）=4.5V，PMOS管關(guān)段，當(dāng)沒有5V電壓時(shí)，G極電壓下拉為0V，S極的電壓為電池電壓（假設(shè)電池充滿電4.2V）-MOS管未導(dǎo)通二極管壓降（0.5V）=3.7，這樣PMOS就導(dǎo)通，二極管壓降就沒有了這樣VGS=-4.2V.PMOS管導(dǎo)通對負(fù)載供電。
在這里用一個(gè)肖特基二極管（SS12）也可以解決這個(gè)問題，不過就是有0.3V左右的電壓降。這里使用PMOS管，PMOS管完全導(dǎo)通，內(nèi)阻比較小，優(yōu)與肖特基，幾乎沒有壓降。不過下拉電阻使用的有點(diǎn)大，驅(qū)動(dòng)PMOS不需要電流的，只要電壓達(dá)到就可以了，可以使用大電阻，減少工作電流，推薦使用10K-100K左右的電阻。
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