MOSFETSのソースとドレインの極性

MOSTEFSをスイッチとして使用する場合、ドレインは常により高い電位に接続され、負荷とソースは常にグランドに接続されています。それらを切り替えて、ソースピンをより高い電位に接続し、ドレインをグランドに接続できますか？

他の人がすでに言ったことを少し明確にするために、MOSFETには、Nチャネルデバイスではソースからドレイン、Pチャネルデバイスではドレインからソースを指す内部ダイオードがあります。これはメーカーが意図的に追加したものではなく、MOSFETの製造方法の副産物です。ほとんどの場合、このダイオードは、反転したときにMOSFETが有用になるのを防ぎます。このダイオードが実際に意図的に使用される「高度な」と考えることができるアプリケーションがいくつかあります。1つの例は、同期整流器を作成することです。それは基本的に、トランジスタとダイオードです。ダイオードが導通していることがわかっている場合、トランジスタはオンになります。これにより、ダイオードでの電圧降下が小さくなり、スイッチング電源で効率を上げるために時々使用されます。

ソースが負でドレインが正であるという観察は、NチャネルFETについても当てはまります。NPNおよびPNPバイポーラトランジスタがあるように、互いに極性のミラーイメージであるNチャネルおよびPチャネルFETがあります。APチャネルFETは、正のソースと負のドレインに接続されます。オフ状態では、ゲートはソース電圧に保持されます。オンにするには、ほとんどの通常のMOSFETのソースに対してゲートを12〜15V下げます。

グランド基準の負荷が必要な場合は、PチャネルMOSFETを使用できます。これは、記述した回路の鏡像になります。つまり、ソースがより高い電圧に接続され、ドレインが負荷を介して0Vに接続されます。ただし、負荷をオフにするには、ゲート駆動を逆にする必要があり、より高い電圧に近づける必要があります。

MOSFETは、実際には4つの端末デバイスです。ドレイン、ソース、ゲート、およびボディ。

NチャネルMOSFETの場合、ドーピング配置により、ボディからドレインへ、およびボディからソースへの電流フローを可能にするダイオードが得られます。

4つの端子すべてを別々に引き出したMOSFETを使用している場合、ドレインとソースの間に対称性があります。ボディがドレイン電圧とソース電圧の両方以下の電位に保たれていれば、MOSFETを使用して両方向の電流を切り替えることができます。

しかし、ほとんどのディスクリートMOSFETは、ソースからドレインにダイオードを効果的に配置するソースに内部接続されたボディを持っています。そのため、MOSFETは一方向の電流の流れのみをブロックできます。

問題は内部ダイオードで、これは常に0.7Vの降下で逆方向に伝導するため、MOSFETをオンにすると、その降下が0Vに低下します。

アプリケーションが逆ボディダイオードに対処できる場合は、これを行うことができます。たとえば、電圧降下が小さい逆極性保護など、これが役立つ場合がいくつかあります。