Source vs Drain-Polarität für MOSFETS

Wenn ich MOSTEFS als Schalter verwende, sehe ich immer, dass der Drain mit dem höheren Potential verbunden ist und dass die Last und die Source immer mit Masse verbunden sind. Können Sie diese so schalten, dass der Source-Pin mit dem höheren Potential und der Drain mit Masse verbunden ist?

Um ein wenig zu verdeutlichen, was andere bereits gesagt haben, verfügt ein MOSFET über eine interne Diode, die bei N-Kanal-Bauelementen von Source zu Drain und bei P-Kanal-Bauelementen von Drain zu Source zeigt. Dies wurde nicht absichtlich vom Hersteller hinzugefügt, sondern ist ein Nebenprodukt der Herstellung von MOSFETs. Meistens würde diese Diode verhindern, dass der MOSFET beim Umdrehen nützlich ist. Es gibt einige Anwendungen, die Sie als "fortgeschritten" betrachten können, bei denen diese Diode tatsächlich absichtlich verwendet wird. Ein Beispiel ist die Herstellung eines Synchrongleichrichters. Das ist im Grunde eine Diode mit einem Transistor darüber. Der Transistor wird eingeschaltet, wenn bekannt ist, dass die Diode leiten sollte. Dies verringert den Spannungsabfall über die Diode und wird manchmal zum Schalten von Netzteilen verwendet, um einen etwas höheren Wirkungsgrad zu erzielen.

Ihre Beobachtung, dass Source negativ und Drain positiv ist, gilt für N-Kanal-FETs. Genau wie es NPN- und PNP-Bipolartransistoren gibt, gibt es N-Kanal- und P-Kanal-FETs, die spiegelbildlich zueinander sind. Ein AP-Kanal-FET wäre mit einer positiven Source und einer negativen Drain verbunden. Im ausgeschalteten Zustand wird das Gate auf der Source-Spannung gehalten. Zum Einschalten wird das Gate bei den meisten normalen MOSFETs gegenüber der Source um 12-15 V abgesenkt.

Wenn Sie eine erdbezogene Last wünschen, können Sie einen P-Kanal-MOSFET verwenden. Dies ist ein Spiegelbild der von Ihnen beschriebenen Schaltung, dh die Source ist an die höhere Spannung angeschlossen und der Drain ist über die Last an 0 V angeschlossen. Ihr Gate-Antrieb muss jedoch umgekehrt werden und nahe an Ihrer höheren Spannung liegen, um die Last auszuschalten.

Ein Mosfet ist wirklich ein Gerät mit vier Anschlüssen. Drain, Source, Gate und Körper.

Für ein N-Kanal-Mosfet führen die Dotierungsanordnungen zu Dioden, die einen Stromfluss von Körper zu Drain und von Körper zu Source ermöglichen.

Wenn Sie einen Mosfet haben, bei dem alle vier Anschlüsse separat herausgeführt wurden, gibt es eine Symmetrie zwischen Drain und Source. Vorausgesetzt, der Körper wird auf einem Potential gehalten, das sowohl der Drain- als auch der Source-Spannung entspricht, mit der der MOSFET Ströme in beide Richtungen schalten kann.

Die meisten diskreten Mosfets haben jedoch einen Körper, der intern mit der Source verbunden ist, wodurch effektiv eine Diode von Source zu Drain geschaltet wird. Der Mosfet kann also nur den Stromfluss in eine Richtung blockieren.

Das Problem ist die interne Diode, die mit einem Abfall von 0,7 V immer in umgekehrter Richtung leitet. Wenn Sie also den MOSFET einschalten, senken Sie diesen Abfall auf 0 V und fertig.

Sie können dies tun, wenn Ihre Anwendung mit der Sperrdiode zurechtkommt. In einigen Fällen kann dies hilfreich sein, z. B. beim Verpolungsschutz mit geringem Spannungsabfall.