MIS FETでスイッチング

質問

お恥ずかしい話ですが、すごく基本的な質問をさせてください。
というか、非常にとんちんかんな質問なのかもしれません。

外部DC入力端子から電源回路の途中に過電圧保護回路が平行してあり、それが動作すると電源回路直前のNチャンネルのMOS FETがオフになって電源が遮断される仕組みになっているある回路があります。

この回路図ではMOS FETの電源入力端子側にソース、電源回路側（つまり出力側）にドメインが接続されて、過電圧保護回路からの出力をゲートに入力しています。
ただ、MOS FETには極性もあって一般的には入力がドメイン、出力側がソースになっているですね。
ですから上記の回路図の機械で動作する理由が分かりません。

それでいて記号を見るとNチャンネルのMOS FETは端子側からドメイン側へ矢印になってますよね。
トランジスタやダイオードで見ると矢印の方向に電流が流れるはずなのにこの素子では逆ですよね。
その理由もわかりましたら教えていただきたいです。

回答No.1

ringouri · ベストアンサー

まだ回答が無いようなので、簡単にコメントします。

まず、回路記号の件ですが、MOS-FETの矢印はチャネルがP型かN型かを示すものであって、回路電流の方向性と直接の関係はありません。特にMOS-FETをスイッチ素子として使っている場合、ON状態ではチャネルは通常の抵抗素子とほぼ同じような動作をします。電流はどちらの方向にも流れます。

「一般的には入力がドレイン、出力側がソースになっている」のは、電圧レギュレータやアクティブ・フィルタなどの能動素子（線形動作領域）として動作させる場合のことを指しているのだと思いますが、ご質問の回路では、スイッチ素子として動作させていますので、別におかしな使い方ではありません。

入力端子側にソースを出力側にドレインを接続するのは、過電圧が印加された場合に、ソース・ゲート間電圧が早めにシャットダウン方向に動きやすいので保護回路として好都合だからです。

MOS－FETのチャネルは抵抗のようなものだと考えればよく、原理的にはドレインとソースは対称であり、どちらがどちらという方向性はありません。（ただし、実際の製品では、放熱の問題やgmや寄生容量を好ましい値にするために、ドレインとソースの構造は非対称ですし、各種の特性パラメータもドレイン・ゲート間とソース・ゲート間では異なります。）

お礼

お返事が遅くなりまして申し訳ありませんでした。

極性は普通の使用ではそれほど気にしなくてよいわけですね。
参考になりました。

ありがとうございました。