Розуміння «ідеального» діода, виготовленого з P-канальних MOSFET та PNP транзисторів


21

Моделі Raspberry Pi B + мають схему захисту між роз'ємом USB та мережею 5 В на платі. Вони рекомендують поставити аналогічну схему захисту на Pi HAT перед тим, як "підсилити" пі через його заголовок GPIO разом із поліфузором. Я розумію, чому це рекомендація, але я хотів би дізнатися більше про те, як працює ця схема.

Я здійснив пошук, перш ніж розміщувати це запитання, і знайшов інформацію про використання MOSFET як діода з низьким перепадом напруги, але всі вони мали провідники безпосередньо на землю без пари PNP та резисторів. Що вони роблять для цієї схеми? Також це в першу чергу за допомогою діода для тіла? У якому випадку, яка відповідна інформація на аркуші даних, що відповідає DMG2305UX для цього додатка? В інших схемах, які я знайшов, виявилося, що Rdson і Vgsth сумісні з ланцюгом здалися відповідними характеристиками.

"ідеальний" діод безпеки


Ваша схема дійсна. Я використав її версію, яка має транзистор і діод, який я назвав FIODE. Ваша схема хороша для НН, а моя схема хороша для НВ. Є багато причин, чому ви краще з цим, ніж старі ворота на землю.
Аутист

2
@Аутистично будьте сміливі та опублікуйте причини, чому це (і ваше) краще.
skvery

Це добре. Транзисторний масив, що є SMD, буде добре узгоджуватися для VBe. У моїй схемі є отвір для деталей і краще для високих вольт. Для низьких вольт SMD-масив є найбільш розумним.
Аутист

Відповіді:


13

Ідея транзисторів така:

  • Якщо лівий низький, а правий високий R2 (а лівий транзистор трохи) буде негативно зміщувати основу правого транзистора, дозволяючи йому штовхати затвор на праву напругу; закриття каналу FET і діод корпусу також заблокується.
  • Якщо правий низький, а лівий - високий, то лівий перехід транзистора буде працювати діодом і підтягуватиме підставу правого транзистора досить високо, щоб закритися, дозволяючи R3 тягнути затвор низько, відкриваючи транзистор. Спочатку правий бік почне живитись від діода тіла, але досить швидко канал із низьким опором перейме, викликаючи дуже низьке падіння.

Тож лівий транзистор діє як відповідний діод для правого транзистора. Точні значення компонентів можуть трохи залежати від обраної пари MOSFET і PNP. Подібні трюки доступні і іншими способами, але це найбільш відомий.


Якщо підключити ворота MOSFET безпосередньо до землі, виконайте такі дії:

схематичні

імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab

Ви фактично створюєте повсякденне посилання, можливо, з деякою коригуваною поведінкою при запуску. Зазвичай така поведінка при запуску посилюється за допомогою конденсаторів та / або резисторів на воротах.

Тому що, якщо лівий високий, а правий - ні, правий буде піднятий діодом тіла, то джерело стає вище, ніж ворота, внаслідок чого FET включається. Якщо справа йде вгору, джерело піднімається відносно воріт відразу і знову FET включається. Не багато для діодного дії.


У будь-якому випадку зазвичай ви шукаєте FET, який має дуже низький коефіцієнт опору, щонайменше, на 10-20 відсотків нижче мінімальної робочої напруги. Отже, якщо ви використовуєте його на 3,3 В, ви хочете, щоб FET був повністю включений на 2,5 В або близько того, що, ймовірно, означатиме 1,2 В або менший поріг, але це аж до даних.


У звичайній версії ідеального діода FET використовується N-ch частина з джерелом для введення потужності та зливом для навантаження ...
ThreePhaseEel

1
@ThreePhaseEel AFAIK Для високої сторони, яка потребує приводу напруги на затворі вище рівня джерела (тобто драйвер, як у cds.linear.com/docs/en/datasheet/4357fd.pdf із вбудованим зарядним насосом), або якась хитрість навколо дуже ретельно підібраного типу виснаження (виклик саме там!), жоден з яких не є єдиним FET рішенням. (а конструкція типу P в ОП, ймовірно, переможе
томофолію

Ви можете мати рацію. Дозвольте мені розкопати документацію щодо цього ...
ThreePhaseEel

1
Насправді ви праві, що PFET - це нормальний випадок для високої сторони, - але я сумніваюся у вашому поясненні, що необхідна діодна дія, коли ліва йде під землею (тобто ворота), а не тоді, коли лівий не має сили і право над землею.
ThreePhaseEel

1
Хоча я ніколи не казав, що діод потрібен під час нормальної роботи, просто пояснюючи, що він є, я (просто) пропускаю, що це потрібно лише у випадку, коли шини зворотного з'єднання тощо.
Асмільдоф
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.