ترانزیستورهای PMOS به عنوان یک سوئیچ الکترونیکی - تحلیل
ترانزیستور PMOS نمایندهٔ این دوره جدید در طراحی مدارهای الکترونیکی است و در سالهای گذشته پذیرش آن به صورت فزایندهای افزایش یافته است. این مقاله را بخوانید تا دربارهٔ شوئیسهای ترانزیستور PMOS، مزایا و معایب استفاده از آن به عنوان یک شوئیس، کاربردهای آن و همچنین نحوه استفاده از آن در منطق دیجیتال با مقایسه با انواع دیگر برای شوئیسینگ بر اساس کارایی مطلع شوید.
چگونگی استفاده از ترانزیستورهای PMOS به عنوان شوئیسها در طراحی مدار
ترانزیستور میدانی مواد فلزی-اکسید (PMOS) به ولتاژ مثبت نیاز دارد تا کار کند و سه ترمینال دارد: منبع، درن و دروازه. این یک ترانزیستور NMOS نیست، بلکه وقتی ولتاژ دروازه اعمال میشود، PMOS خاموش میشود و بنابراین جریان از درن به منبع جریان پیدا میکند. اگر ولتاژ (منطقی 0) از دروازه حذف شود، روشن میشود و جریانی جریان نمییابد. این ویژگی به ترانزیستورهای PMOS اجازه میدهد که در طراحی مدار به عنوان شوئیسها بسیار مؤثر عمل کنند.
استفاده از ترانزیستور PMOS به عنوان یک سوئیچ: برای استفاده موثر از PMOS به صورت روشن-خاموش، باید منبع قدرت را به درین متصل کرده و بار را به سورس وصل کنید. گیت سپس به یک مدار کنترلی متصل میشود که با توجه به سیگنال مورد نیاز، ترانزیستور را روشن یا خاموش میکند. بنابراین، جریان وارد به بار میتواند با تنظیم حالتهای مختلف روشن و خاموش ترانزیستور PMOS به راحتی با ولتاژ گیت کنترل شود.
مصرف انرژی کم PMOS ترانزیستورها به عنوان سوییچها یکی از مزایای بزرگ است. از آنجا که ترانزیستورها دستگاههای کنترل شده با ولتاژ هستند، نیازی به جریان الکتریکی تقریباً وجود ندارد تا در حالتی ثابت بمانند، که این فناوری را برای تجهیزات تغذیه شده با باتری و مدارهای مصرف کم انرژی جذاب میسازد. آنها همچنین دارای کاهش ولتاژ پایین و سرعت بالا در سوئیچینگ هستند که مناسب برای راندمان دهنده تبدیلگرهای هماهنگ با فرکانس سوئیچینگ تا 2MHz است.
با این حال، Tرانزیستورهای PMOS که به عنوان سوییچ (قفل قدرت) استفاده میشوند، نقصها دارند. این محدودیتها میتواند آنها را از پشتیبانی از سیستمهای با ولتاژ بالا محروم کند به خاطر محدودیتهای موجود در برد ولتاژ عملیاتی آنها. علاوه بر این، ترانزیستورهای PMOS مقاومت روشن شدن بالایی دارند، بنابراین اگر به درستی استفاده نشوند، مصرف قابل توجهی از انرژی و مسائل ممکن گرمایش ایجاد خواهد کرد.
در الکترونیک، ترانزیستورهای PMOS معمولاً در کاربردهای مختلفی یافت میشوند
ترانزیستورهای PMOS در بسیاری از کاربردهای بزرگ مقیاس در مدارهای الکترونیکی استفاده میشوند، شامل شمارچههای سریع و تنظیم ولتاژ یا حتی مدیریت توان. یکی از رایجترین موارد استفاده از ترانزیستورهای نوع PMOS، روشن و خاموش کردن یک سیگنال (مانند صدا) در پرکنندههای صوتی است تا بتوانند آن را بزرگ کنند.
ترانزیستورهای فیلدهای نیمهرسانا با اکسید فلز کانال P (PMOS) نیز به طور معمول در تنظیم ولتاژ یافت میشوند، به عنوان تنظیمکنندههای کم-افسردگی عمل میکنند که جریان به بارگذار را برای نگهداری ولتاژ خروجی ثابت تنظیم میکنند. در سیستمهای مدیریت توان، ترانزیستورهای PMOS نیز برای تنظیم تأمین توان به مولفههای مختلف مدار استفاده میشوند که در نتیجه آسیب را جلوگیری میکند و مقدار قابل توجهی از انرژی الکتریکی را صرفهجویی میکند.
ترانزیستورهای PMOS یکی از عناصر استفاده شده بیشتر در مدارهای منطق دیجیتال و همچنین فناوری سیلیکون اکسید فلز مکمل (CMOS) هستند. در مدارهای منطق دیجیتال، ترانزیستورهای PMOS به عنوان مقاومتهای کشیدن به بالا برای دروازههای منطقی در این کاربردها عمل میکنند، در حالی که نوع NMOS معادل کشیدن به پایین را انجام میدهد.
آنها وضعیت رسانایی ترانزیستورهای PMOS را تعیین میکنند که با روشن یا خاموش کردن آنها با یک سیگنال دودویی کنترل میشوند. اگر ولتاژ ورودی پایین باشد، جریان از طریق PMOS q1 به GND جریان پیدا خواهد کرد و گره vout را بالا میبرد. با ولتاژ ورودی بالا، ترانزیستور PMOS خاموش است و ترانزیستور NMOS میتواند خروجی را به پایین کشیده شود. این فرآیندها تضمین میکنند که مدارهای منطق دیجیتال دقیقاً روشن شوند.
مقایسه ترانزیستورهای pmos با سوئیچهای دیگری مثل ترانزیستورهای جنتیون بیپلار (BJT) و nmos تفاوت مشخصی در عملکرد نمیدهد، اما وقتی به مقایسه با pmos میروند، نقاط قوت خود را نشان میدهند. مصرف انرژی کم و کاهش ولتاژ، مناسب برای دستگاههای تأمین شده با باتری و همچنین برنامههای مبادله فرکانس بالا است.
علاوه بر این، چرا که ترانزیستورهای pmos بسیار سریع سوئیچ میشوند و میتوانند بار جریان بالا را حمل کنند بدون اینکه گرما زیادی تولید کنند، آنها در سریعترین و قدرتمندترین برنامههای مبادله که کارایی واقعاً مهم است، استفاده میشوند.
پس به طور خلاصه، در مورد اینکه چگونه ترانزیستورهای PMOS دستگاههای مهمی برای داشتن در طراحی مدار هستند و استفاده از آنها به عنوان سوئیچ در همه جا در الکترونیک وجود دارد، صحبت کردیم. طراحان مدار میتوانند با درک اینکه چگونه ترانزیستورهای PMOS به عنوان سوئیچ عمل میکنند، مزایا و معایب استفاده از آنها در عملیات سوئیچینگ، مناطق استفاده معمول در الکترونیک به دلیل این مزایا و معایب، نقش آنها در مدارهای منطقی دیجیتال، و مقایسه گزینهها، سوئیچ مناسب را برای برنامههای خود انتخاب کنند. این مفهوم بنیادی از ترانزیستورهای PMOS باید به عنوان یک قید پذیرفته شود و نمیتوان آن را شکست، بیتوجه به اینکه فناوری چقدر پیشرفته شود.
میتواند در ارائه پیشنهادات طراحی کمک کند، هر چند دریافت محصولات معیوب، برخورد با PMOS به عنوان سوییچ با محصولات Allswell، پشتیبانی فنی Allswell در دسترس است.
پرسنل خدمات حرفهای، میتواند بهترین کیفیت محصولات را به قیمت مناسبترین برای مشتریان ما ارائه دهد.
آنالیست حرفهای PMOS به عنوان سوییچ، میتواند آخرین دانش را به اشتراک بگذارد و در توسعه زنجیره صنعتی کمک کند.
کنترل کیفیت در طول سوییچ PMOS از طریق آزمایشگاههای حرفهای و آزمایشهای صریح پذیرش انجام میشود.