金属氧化物半导体场效应(MOS)晶体管可分成N沟道与P沟道两个大类,P沟道硅MOS场效应晶体管在N型硅衬底上有2个P+区,各自称为源极和漏极,两极之间不通导,柵极上加有足够的正电压(源极接地)时,柵极下的N型硅表层呈现P型反型层,变成连接源极和漏极的沟道。更改栅压能够更改沟道中的电子密度,进而更改沟道的电阻。这类MOS场效应晶体管称为P沟道增强型场效应晶体管。假如N型硅衬底表层不加栅压就已存在P型反型层沟道,加上适度的偏压,可致沟道的电阻增大或减少。这种的MOS场效应晶体管称为P沟道耗尽型场效应晶体管。通称为PMOS晶体管。
P沟道MOS晶体管的空穴迁移率低,因此在MOS晶体管的几何尺寸和工作电压绝对值相同的情况下,PMOS晶体管的跨导小于N沟道MOS晶体管。除此之外,P沟道MOS晶体管阈值电压的绝对值通常偏高,要求有较高的工作电压。它的供电电源的电压大小和极性,与双极型晶体管——晶体管逻辑电路不兼容。PMOS因逻辑摆幅大,充电放电过程长,因之器件跨导小,因此工作速度更低,在NMOS电路(见N沟道金属—氧化物—半导体集成电路)出现过后,大部分已经为NMOS电路所取代。只是,因PMOS电路工艺简单,价格低,一些中规模和小规模数字控制电路仍采用PMOS电路技术。
PMOS集成电路是一种适合在低速、低频领域内应用的器件。PMOS集成电路采用-24V电压供电。如图5所示的CMOS-PMOS接口电路采用两种电源供电。采用直接接口方式,一般CMOS的电源电压选择在10~12V就能满足PMOS对输入电平的要求。
PMOS导通条件
P沟道mos管作为开关,栅源的阀值为-0.4V,当栅源的电压差为-0.4V就会使DS导通,如果S为2.8V,G为1.8V,那么GS=-1V,mos管导通,D为2.8V
如果S为2.8V,G为2.8V,VGSw
那么mos管不导通,D为0V,
所以,如果2.8V连接到S,要mos管导通为系统供电,系统连接到D,利用G控制。
那么和G相连的GPIO高电平要2.8-0.4=2.4V以上,才能使mos管关断,低电平使mos管导通。
如果控制G的GPIO的电压区域为1.8V,那么GPIO高电平的时候为1.8V,GS为1.8-2.8=-1V,mos管导通,不能够关断。
GPIO为低电平的时候,假如0.1V,那么GS为0.1-2.8=-2.7V,mos管导通。这种情况下GPIO就不能够控制mos管的导通和关闭。
当栅源的电压差为-0.4V就会使DS导通,如果S为5V,G为4V,那么GS=-1V,mos管导通,D为5V
PMOS管型号选型
Part Numbe ID(A) VDSS(V) RDS(ON)(Ω)
23P10A -23 -100 0.95
35P10A -35 -100 0.055
8610A -35 -100 0.055
2301 -2.8 -20 0.12
2305 -3.5 -20 0.055
3401 -4 -30 0.06
3407 -4.1 -30 0.06
3409 -2.6 -30 0.13
3415 -4 -16 0.045
3423 -2 -20 0.092
4953 -5.3 -30 0.063
9435 -5.3 -30 0.06
7P03A -7.5 -30 0.018
4435 -10.5 -30 0.018