продолжающийся квест, чтобы понять p-канал МОП-транзисторов


8

(Отказ от ответственности в случае, если это не до боли очевидно - я очень n00b, особенно когда дело доходит до понимания транзисторов).

Я думал, что все выяснил - p-канальный MOSFET является (или может использоваться в качестве) переключателем на стороне высокого уровня для источника напряжения, отличного от того, на котором работает мой MCU. Чтобы проверить мое понимание, я собрал на макете следующее:

схематический

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab

Код на U1 (5 В Arduino) позволяет мне вести линию на высоком или низком уровне или переводить ее в состояние с высоким z для имитации всех 3 сценариев. Я ожидал, что при низком уровне линии светодиод будет светиться при 9 В, а при высоком уровне - выключить светодиод (0 В на стоке Mosfet). То, что на самом деле произошло, было - нет света вообще, а сток имел напряжение 6 В (5,9 В). Я совершенно сбит с толку - что здесь происходит?

Вот мосфет, который я использую: https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/General/FQP27P06.pdf

Он должен управляться даже с помощью логического уровня 3,3 В, поэтому 5 В должно быть в порядке.

Ответы:


11

Ошибка в цепи OP. Он не сможет выключить светодиод, поэтому светодиод будет гореть постоянно. Чтобы отключить P-канальный MOSFET, вам нужно потянуть Gate to Source. Источник всегда находится на + 9В в вашей цепи, но подтягивание R1 идет только до + 5В (VCC).

Переключатель MOSFET P-канала высокой стороны часто выглядит следующим образом.

введите описание изображения здесь

Q2 может быть небольшим N-канальным MOSFET или небольшим NPN-транзистором.

введите описание изображения здесь

С другой стороны, есть ли причина для использования переключателя P-канала верхней стороны (в отличие от переключателя N-канала нижней стороны)? Вы делаете эту настройку, чтобы лучше понять P-канальные MOSFET?


1
да это просто для понимания
— колосы

1
из любопытства - почему выпадающий на n-канале 100k, а подтягивающий на p-канале 10k?
— Колосы

@kolosy Размер подтягивающего устройства R1 определяет, насколько быстро Q1 выключится. Емкость затвора Q1 разряжается через R1. Как подтягивание, так и понижение могут составлять 10 кОм (особенно если вы не снимаете в режиме с очень низким энергопотреблением).
— Ник Алексеев

Может быть, стоит отметить, что некоторые микроконтроллеры имеют выводы, которые могут быть сконфигурированы с открытым стоком и могут принимать напряжение вне VDD, так что схема драйвера «вкатывается» в устройство.
— Каз

1
я просто поставил на дно нижнюю версию, используя 2N3904 NPN, IRF9540 PNP mosfet, за рулем светодиода 50 Вт. Управляется осциллятором NAND Шмитта. Работает отлично!
— Джонни, почему

7

Есть несколько вещей, которые нужно изменить в вашей схеме:

  1. Вы хотите вытащить затвор MOSFET до 9 В, а не VCC.

  2. Как только вы это сделаете, вы не сможете напрямую использовать вывод LED_EN, потому что он, скорее всего, не будет 9V-толерантным.

  3. Чтобы исправить это, вы можете использовать N-канальный MOSFET, чтобы опустить ворота P-FET.

  4. Вам понадобится токоограничивающий резистор на светодиоде.

Вот диаграмма, которую я сделал для другого ответа :

PMOS

Это приводит в движение двигатель, но та же схема работает для управления светодиодом (с дополнительным резистором). Я думаю, что связанный ответ также даст вам хорошую информацию, если я сам так скажу! :)

Удачи.


круто - ваш другой пост был определенно очень полезным.
— Колосы

@kolosy рад помочь :)
— bitmack

еще одно продолжение? реальная схема, которой я занимался в подготовке, - это Mosfet Hbridge, с двумя р и 2 н-канальными фетами. напряжение батареи там составляет 6 В, а MCU по-прежнему составляет 5 В ино. Если подтягивания там правильно тянут до 6 В, а не vcc, мне все еще нужен n-канал, или разница в 1 В что-то, что может обработать ino?
— Колосы

1
@kolosy Это действительно зависит от микроконтроллера. Как правило, вы не хотите, чтобы контакты ввода / вывода были выше VCC (или под землей). Вы можете сойти с рук. Посмотрите в таблице под Абсолютные максимальные рейтинги. Они дают пределы, которые предотвратят повреждение чипа, но это не гарантирует работу вне рекомендуемых значений. Это часто будет :) H-мост имеет некоторые тонкости. Например, время включения и выключения FETS должно быть принято во внимание. Если вы включаете один одновременно с выключением другого, вы можете получить случай, когда вы начинаете вести себя раньше ...
— bitmack

... другой останавливается. Это короткое замыкание может быть проблемой! Некоторые микроконтроллеры (например, PIC) имеют программируемую настройку зоны нечувствительности и будут решать эти проблемы синхронизации для вас. Удачи!
— bitmack

2

Ваша схема как есть не будет работать вообще. Он всегда должен быть включен, потому что у вас всегда есть Vsg> Vthreshold. Вам нужен резистор 10 кОм, подключенный к линии 9 В, но он будет работать только в том случае, если ваш логический блок 5 В может блокировать до 9 В в режиме высокого Z. По сути, PMOS отключится, когда на стороне высокого напряжения будет то же напряжение, что и на затворе. Pmos включится, когда напряжение на затворе упадет ~ 0,7 В (Vthreshold) ниже напряжения источника.

Чтобы включить, вы захотите управлять высоким Z, а чтобы выключить, вам нужно снизить напряжение на затворе до 0.

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.