MOSFET як перемикач?


12

На зображеному малюнку, чи можна керувати "Виходом" 0V або 12V на основі "Control"?

Чи буде проблема зливу та джерела, як це підключено?

P-канал MOSFET як комутатор

Відповіді:


22

Показаний транзистор являє собою P-канальний MOSFET, який діє як "комутатор високої сторони". Частіше використовується N-канальний MOSFET комутатор низької сторони, але те, що у вас є, працюватиме до тих пір, як тільки ви додасте щось у злив, наприклад, у цьому зображенні перемикача MOSFET P-каналу з http: //www.electronics- tutorials.ws/transistor/tran_7.html :

P-Fet Switch

Коли управління переходить у режим "HI", перемикач MOSFET стає "OFF". Коли управління переходить на "LO", MOSFET діє як комутатор, по суті коротшаючи злив та джерело. Хоча це не зовсім вірно, це близьке наближення до тих пір, поки транзистор повністю насичений. Таким чином, схему, яку ви показали, можна використовувати для перемикання 12В на щось, але воно не буде підключати вихід до 0В, якщо не буде використаний висувний резистор, як показано на зображенні вище.

Протилежний сценарій управління працює для N-канального MOSFET: управління LO вимикає вимикач, HI управління вмикає вимикач. Однак N-канал більше підходить для "перемикача на стороні LO", що з'єднує вихід із землею замість VDD, як на цьому зображенні N-канального перемикача MOSFET:

N-FET перемикач

ВАЖЛИВА ПРИМІТКА: Червона лінія від входу до землі - це просто зображення входу, який коротко заземлений, щоб дати вхід 0В. Це не було б включено до будь-якої побудови фізичної ланцюга, оскільки це би замикало вхідний сигнал на землю, що є поганою ідеєю.

Фактичний рівень напруги, який визначає, чи FET увімкнено або вимкнено, називається пороговою напругою. Так звані "ворота логічного рівня" працюють при менших напругах, що є загальними в цифрових схемах, таких як 1,8 В, 3,3 В або 5 В. Хоча, переступивши цей поріг, не повністю вмикати або вимикати вимикач, він просто дозволяє FET починати або припиняти проведення. FET повинен бути повністю насичений значеннями, зазначеними в таблиці, щоб повністю увімкнути або вимкнути.

Я також повинен додати, що досить поширеною практикою є включення підтягуючого резистора (10 кб або більше) біля воріт P-каналу MOSFET, щоб уникнути його в невідомих станах. Аналогічно, резистор, що піднімається, використовується на воротах N-канального MOSFET, щоб утримувати його в невідомих станах.


@ Jon Watte, я дуже здивований тим, що ви говорите ... Перший мій ланцюг - це P-FET, другий - N-FET. Транзистор в ОП - це P-FET, тому я повинен спочатку P-канальний MOSFET. Я відредагую свою відповідь, щоб зробити це більш зрозумілим.
Курт Е. Клотьє

Розуміючи, що він помиляється, Джон Ватт подає майже однакову відповідь: високий бічний вимикач каналу P. :)
Каз

@Kaz, так, я щойно помітив це ...
Kurt E. Clothier

Є той альтернативний символ для MOSFET, де стрілка йде навпроти. Заплутаний.
Каз

1
У другій схемі Він створює коротке замикання з Gnd. Вам слід поставити туди резистор, що тягнеться.
Спаркі

6

Ви використовуєте P-канальний MOSFET як високий бічний комутатор. Добре. Напрямок, у якому ви його з'єднали, добре.

Поки "Управління" становить 12 В або вище, перемикач буде "вимкнено". Якщо вона опуститься нижче 10 В або більше, MOSFET почне проводити (саме скільки потрібно скинути, залежить від Vgs-порогу пристрою.)

Як правило, для управління логічним рівнем управління (0-5V або 0-3.3V) ви використовуєте підтягуючий резистор від воріт до джерела (скажімо, 1 кОм або близько того) і малосигнальний N-канал MOSFET між ворота і земля. Коли сигнал перейде в затвор меншого N-канального MOSFET, він відкриється і потягне затвор P-каналу на землю, і таким чином P-канал почне вести в заблокованому напрямку. (Це завжди веде в іншому напрямку, тому не перемикайте клеми!)

Як тільки затвор малосигнального N-каналу знову перейде на землю, він перестане проводити; Вхідна напруга потягне затвор P-каналу MOSFET вгору, і P-канал перестане проводити.

Хтось запитав схему схеми для керування цим P-канальним MOSFET з входами логічного рівня, тому я відредагував, щоб додати це:

схематичний

імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab

Я не міг зрозуміти, як змінити назви компонентів - ти, як правило, хочеш сигнальний транзистор типу BS170 для нижнього N-канального комутатора. Ви також можете налаштувати резистори для бажаного відключення споживання струму від швидкого перемикання (значення струму досить агресивні для швидкого перемикання; 10 кОм часто спрацьовує добре) Можливість виведення потужності на 0В залежить від навантаження . Якщо навантаження сама по собі витягне вихід до 0В, то так, це зможе перемикати вихід між 0 В і 12 В. Якщо навантаження є чисто ємнісною, тоді вам знадобиться висувний резистор між виходом і землею, як показує Курт.

N-канальний MOSFET, як пропонує Курт, працює лише в тому випадку, якщо він знаходиться або на нижньому кінці, або якщо ви використовуєте ланцюг завантаження / зарядний насос для підсилення напруги у затворі вище напруги джерела 12 В. N-канал як "високий бічний вимикач" використовується лише в тому випадку, якщо ви складаєте багато своїх ланцюгів (тому вартість P-каналу має значення) або схема дуже чутлива до втрат (тому нижній Rdson N-каналів має значення.)


Ви, очевидно, читали мою відповідь неправильно, отже, ваші подальші зміни та видалення коментарів з моєї відповіді. Ця відповідь є лише моїм переформулюванням.
Курт Е. Клотьє

1
Я насправді неправильно прочитав початкову діаграму, і при перечитуванні після публікації видалив помилковий коментар та оновив свою відповідь правильною. Ваша відповідь не говорила про насоси заряду для драйвера n-каналів. Я не згоден з тим, що n-канальні високі бічні вимикачі в цьому контексті "частіше" на високій стороні. Ваша відповідь також не говорить про контроль високого бічного вимикача з логічним рівнем.
Джон Ватт

Правда. Я не мав на увазі, що N-канали є поширеними на високій стороні, просто, що вони більш загальні. я переформулюю це, щоб подбати про це.
Курт Е. Клотьє

+1 Хоча схема чи дві можуть бути приємними ... в тексті відбувається багато
мережевого

1

На зображеному малюнку, чи можна керувати "Виходом" 0V або 12V на основі "Control"?

Так, це призведе до 12В, коли контрольна лінія "низька", і якби у вас був резистор до 0В від зливу, вихід буде 0В, коли контрольна лінія висока (12В).

Лінія управління повинна мати як мінімум 12 В для вимкнення FET (таким чином, дозволяючи резистору заземлити витягнути вихід до 0 В), і десь між 11 В і 6 В (типові значення і залежать від FET), щоб увімкнути FET .

Чи буде проблема зливу та джерела, як це підключено?

Ні, це не буде проблемою


Якщо у мене немає резистора на землю, вихідний сигнал залишиться плаваючим, коли контрольна лінія 12В праворуч?
user1406716

@ user1406716 Правильно
Енді ака
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.