Quando é bom usar N MOSFET e quando você usa P MOSFET?

Todas as outras coisas sendo iguais (e normalmente não são) você usa um MOSFET com canal N ou um MOSFET com canal P de acordo com as necessidades do circuito que você está desenhando. Isso não me ajuda particularmente, pois não? :-)

Como um switch, o uso mais simples de um MOSFET de canal N é como um switch de 'lado baixo', um switch que é inserido no retorno negativo/terra do circuito a ser alimentado.

Conversamente, um MOSFET de canal P faz um bom switch de lado alto, inserido em série com o positivo/'alimentação' para o circuito a ser alimentado.

A diferença entre os dois é ilustrada com estes dois exemplos simples:

Em qualquer cenário há prós & contras a que arranjo você pode escolher. Um fator a favor de um interruptor de lado alto usando um MOSFET de canal P é que você pode realmente querer isolar a alimentação positiva da carga, quando você desliga, por razões de segurança humana e/ou de autopreservação (se um humano toca na alimentação 'positiva' quando o interruptor está desligado, ele ainda entra em contato com sua fonte de alimentação principal, em relação à terra, o que pode ser desagradável; ou para se proteger contra uma situação em que um curto à terra é introduzido no circuito (fora do seu PCB)).

No entanto, um arranjo de canais P de lado alto tem a desvantagem de que o seu MOSFET de potência média normalmente tem uma tensão máxima típica de Vgs de 20 Volts, talvez até 30 Volts. Portanto, se você estiver mudando uma tensão mais alta do que essa para sua carga, então você não pode usar a disposição mais simples de um MOSFET de canal P, caso contrário você excederia seus Vgs quando você puxar o portão para baixo até 0 Volts para ligá-lo. É aí que você precisa adicionar circuitos extras para garantir que você fique dentro da classificação Vgs do MOSFET, como este:

Esta decisão de qual canal tipo de MOSFET usar é ainda mais crítica, por exemplo, em um circuito de acionamento de energia da ponte-H, onde você pode acionar a corrente através da carga em qualquer direção (ou seja. para conduzir um motor DC para frente ou para trás; no circuito abaixo que é o M no meio) ligando apenas pares diagonalmente opostos de MOSFETs:

Mas se o Vdd estiver próximo / superior ao Vgs-max do seu canal P MOSFET, então você tem um problema quando o liga. O que você precisa então é de um conversor de nível, ou de um circuito totalmente flutuante de portões, para conduzir os portões A' e B'.

Yet outro fator é que nos MOSFETs de alta potência, por este artigo da Wikipedia,

Para dispositivos de igual capacidade de condução de corrente, os MOSFETs de n canais podem ser feitos menores que os MOSFETs de p canais, devido aos portadores de carga de p canais (orifícios) terem menor mobilidade que os portadores de carga de n canais (elétrons)

Conversamente, os fabricantes podem fazer MOSFETs de n canais com 2 a 3 vezes a capacidade de condução de corrente em comparação com o MOSFET de mesmo tamanho de canal P. Portanto, se a sua aplicação/desenho está a ultrapassar os limites de um MOSFET de canal P (caso contrário, eles tornam-se demasiado caros, ou há menos alcance para escolher, ou não está disponível no pacote que precisa, etc.), então é comum usar um MOSFET de canal N mesmo quando um canal P pode parecer a escolha natural, como em outro exemplo de driver de energia da ponte H (e também demonstrando a necessidade de uma porta totalmente flutuante para o par superior de MOSFETs de canal N, porque o fornecimento é de 80 Volts, muito acima do Vgs-max de quase todos os MOSFETs):

MOSFETs are cool. E as amantes impiedosas.