P沟道mos管作为开关的条件(GS >GS(TH))

1、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。


2、P沟道的源极S接输入,漏极D导通输出,N沟道相反
说白了给箭头方向相反的电流就是导通,方向相同就是截止。


### P沟道MOS管的工作原理详解 P沟道MOS管(PMOS)是一种基于场效应的半导体器件,其工作原理与N沟道MOS管相似,但在载流子类型和偏置条件上有显著区别。以下是关于P沟道MOS管工作原理的具体说明: #### 基本结构 P沟道MOS管通常采用一块高掺杂浓度的N型硅片作为衬底,在该衬底上通过扩散工艺形成两个高掺杂浓度的P型区域,这两个区域分别连接到源极(Source, S)和漏极(Drain, D)。在源极和漏极之间的衬底表面上覆盖有一层二氧化硅(SiO₂)绝缘层,而在绝缘层上方则沉积了一层金属铝作为栅极(Gate, G)。此外,还可以从衬底引出一个电极作为体极(Bulk/B substrate, B)[^4]。 #### 工作机制 当栅极相对于源极施加负电压时,会在氧化物下方感应出正电荷,从而吸引电子离开这一区域,使得原本存在的多数载流子——空穴成为主导。如果栅极电压足够低,则会形成一条连续的空穴通道(也称为反型层),允许电流从源流向漏。这种状态被称为增强模式下的导通状态。对于耗尽类型的PMOS而言,即使没有外加栅压也可能存在初始导电路径;而增强型则需要特定阈值以上的负向控制信号才能开启开关功能[^2]。 #### 运行区域划分 - **截止区**:当 \( u_{GS} \geq U_{th}(PMOS) \),此时几乎没有电流流动因为缺乏足够的吸引力去建立有效的空穴传导带。 - **线性/可变电阻区**:一旦 \( u_{GS} < U_{th}(PMOS) \) 并且随着 \( |u_{DS}| \) 的增加,\( i_D \) 将按照一定比例增长直到达到饱和之前的状态为止[\^1]. - **饱和/恒流区**: 当 \(|u_{DS}|>(|u_{GS}-U_{th})\), PMOS进入饱和阶段, 此刻尽管进一步增大drain-source voltage (\(u_DS)\)), drain current(\(i_D))几乎保持不变. #### 数学表达式描述 在线性和饱和区域内,iD可以被近似表示如下: \[ i_D=\frac{W}{L}\mu_pC_{ox}(V_{gs}-V_t)V_{ds}, \text{(for small } V_{ds}), [\^2]\] 其中,\(μ_p\)代表迁移率,C_ox指每单位面积上的氧化层电容,V_gs为gate-to-source potential difference,V_ds则是source-drain potential drop; 而\(V_t\)即threshold voltage of the p-channel MOSFET. 另外值得注意的是,P-MOSFETS主要应用于电源管理领域以及逻辑电路设计当中,它们常配合n-type devices共同构建互补金氧半(CMOS)circuitry来降低静态功耗并提高整体性能表现.[\^3] ```python def calculate_drain_current(W, L, mu_p, C_ox, V_gs, V_t, V_ds): """ 计算P沟道MOS管的漏极电流 参数: W : float 沟道宽度 (米) L : float 沟道长度 (米) mu_p : float 孔穴移动率 (平方厘米/(伏特·秒)) C_ox : float 单位面积氧化层电容 (法拉/平方米) V_gs : float 栅源电压差 (伏特) V_t : float 阈值电压 (伏特) V_ds : float 漏源电压差 (伏特) 返回: float: 漏极电流 (安培) """ if abs(V_ds) >= abs((V_gs - V_t)): # 饱和区计算公式 I_d = ((W / L) * mu_p * C_ox * (abs(V_gs - V_t)**2)) / 2 else: # 可变电阻区计算公式 I_d = (W / L) * mu_p * C_ox * (abs(V_gs - V_t)) * abs(V_ds) return -I_d # 输出为正值故取相反数以匹配实际物理意义方向 ```
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值