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PチャネルMOSFETとは?

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PチャネルMOSFETとは、正孔(ホール)をキャリアとして動作する電界効果トランジスタで、ゲートに負電圧をかけることでオンになる半導体素子です。

PチャネルMOSFET(P-Channel Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)は、MOSFETと呼ばれる電界効果トランジスタの一種で、電流を運ぶキャリアとして「正孔(ホール)」を使うデバイスです。NチャネルMOSFETと対をなし、CMOSロジック回路などで組み合わせて使われます。

基本的な動作原理として、ゲート端子に負の電圧(ソースに対して低い電圧)を印加すると、ゲート直下の半導体にチャネルが形成され、ソースからドレインに向けて正孔が流れてオン状態になります。電圧を取り除くとチャネルが消えてオフになる「エンハンスメント型」が一般的です。

NチャネルMOSFETと比較した主な特徴は以下のとおりです。

  • 正孔の移動度は電子より低いため、同じサイズでも電流能力(オン抵抗)はNチャネルに劣る
  • ハイサイドスイッチ(電源側のスイッチ)として使いやすい
  • ゲートに対してソースが正電位になるため、電源電圧そのままでゲートをGNDに落とすだけでドライブできる場面がある

CMOSインバータはPチャネルとNチャネルの両方を直列に接続した構成で、低消費電力デジタル回路の基本となっています。電源回路のハイサイドスイッチやモータードライバ、バッテリー保護回路など幅広い電子機器の設計に不可欠な素子です。

使い方・例文

「電源ラインの上流側(ハイサイド)にスイッチを配置したいときは、PチャネルMOSFETを使うと制御回路が簡素になる場合がある」というように、電子回路設計やアナログ・デジタル回路の解説で登場します。

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