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.

kolosy
источник

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?

Ник Алексеев
источник
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.

bitsmack
источник
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.

Орта
источник