pチャネルMOSFETを理解するための継続的な探求


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(痛いほど明白でない場合の免責事項-特にトランジスタの理解に関しては、私は非常にn00bです)。

私はそれをすべて理解したと思った-pチャネルMOSFETは、私のMCUが実行しているものとは異なる電圧源用のハイサイドスイッチである(または使用できる)。私の理解をテストするために、ブレッドボードに以下をまとめました。

概略図

この回路のシミュレーションCircuitLabを使用して作成された回路

U1(5V arduino)のコードにより、ラインをハイまたはローに駆動したり、高z状態にして3つのシナリオすべてをシミュレーションしたりできます。ラインをローに駆動するとLEDが9Vで点灯し、ラインをハイに駆動するとLEDがオフになります(MOSFETドレインでは0V)。実際に何が起こったのか-光がまったくなく、ドレインの電圧が6V(5.9V)だった。私はかなり混乱しています-ここで何が起こっていますか?

これが私が使っているmosfetです:https : //www.sparkfun.com/datasheets/Components/General/FQP27P06.pdf

3.3Vのロジックレベルでも制御できるように設計されているため、5Vで十分です。

回答:


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OP回路に異常があります。LEDをオフにすることはできないため、LEDは常にオンになります。PチャネルMOSFETをオフにするには、ゲートをソースにプルする必要があります。ソースは回路内では常に+ 9Vですが、プルアップR1は+ 5V(VCC)にしかなりません。

ハイサイドPチャネルMOSFETスイッチは、このようになります。

ここに画像の説明を入力してください

Q2は、小型のNチャネルMOSFETまたは小型のNPNトランジスタにすることができます。

ここに画像の説明を入力してください

一方、(ローサイドNチャネルスイッチではなく)ハイサイドPチャネルスイッチを使用する理由はありますか?PチャネルMOSFETをよりよく理解するためだけにこの設定を行っていますか?


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はい、これは理解のためだけです
kolosy 2014

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好奇心から-なぜnチャネル100kのプルダウンとpチャネル10kのプルアップですか?
kolosy 2014

@kolosyプルアップR1のサイズは、Q1がオフになる速度を決定します。Q1のゲート容量はR1を通じて放電しています。プルアップとプルダウンはどちらも10kにすることができます(特に、非常に低電力の動作で撮影していない場合)。
Nick Alexeev

一部のマイクロコントローラーには、オープンドレインに構成できるピンがあり、VDDの外部の電圧を受け入れることができるため、ドライバー回路がデバイスに「ロールイン」されることに注意してください。
Kaz 2014

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50W LEDを駆動する2N3904 NPN、IRF9540 PNP mosfetを使用して、一番下のバージョンをブレッドボードしました。シュミットNAND発振器によって制御されます。よく働く!
ジョニーなぜ

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回路にはいくつかの変更点があります。

  1. MOSFETゲートをVCCではなく9Vにプルしたいとします。

  2. いったんこれを行うと、LED_ENピンを直接使用することはできません。これは、9V耐性がない可能性が高いためです。

  3. これを修正するには、NチャネルMOSFETを使用してP-FETのゲートをプルダウンします。

  4. LEDには電流制限抵抗が必要です。

ここに私が別の答えのためにした図があります

PMOS

これはモーターを駆動しますが、同じ回路がLEDを駆動するために機能します(追加の抵抗を使用)。私が自分でそう言うなら、リンクされた回答もあなたにいくつかの良い情報を与えると思います!:)

幸運を。


クール-あなたの他の投稿は間違いなく非常に役に立ちました。
kolosy 2014

@kolosy喜んで助けてください:)
ビットマック14

もう1つフォローアップしますか?私がこれを準備していた実際の回路は、2つのpチャネルと2つのnチャネルFETを備えたmosfet hbridgeです。バッテリーの電圧は6Vで、MCUはまだ5Vです。そこにあるプルアップがvccではなく6Vに正しくプルアップしている場合でも、nチャネルが必要ですか、それとも1Vの差がinoで処理できるものですか?
kolosy 14

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@kolosyそれは本当にマイクロコントローラーに依存します。一般的に、I / OピンがVCCより上(またはグランドより下)になることは望ましくありません。あなたはそれでうまくいくかもしれません。絶対最大定格の下のデータシートをご覧ください。これらは、チップの損傷を防ぐ制限を与えますが、推奨値の範囲外での動作は保証されません。それはしばしば:) Hブリッジはいくつかの複雑さを持っています。たとえば、FETのターンオン時間とターンオフ時間を考慮する必要があります。1つを同時にオンにして、もう1つをオフにすると、前に実行を開始する場合があります...
ビットマック

...もう1つは停止します。この短絡は問題になる可能性があります!一部のマイクロコントローラー(PICなど)には、プログラム可能なデッドバンド設定があり、これらのタイミングの問題を処理します。幸運を!
ビットマック2014

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あなたの回路はまったく機能しません。常にVsg> Vthresholdであるため、常にオン状態である必要があります。必要なのは9Vラインに接続された10k抵抗ですが、これは5Vロジックブロックが高Zモードで最大9Vをブロックできる場合にのみ機能します。基本的に、ハイサイドがゲートと同じ電圧にあるとき、PMOSはシャットオフします。ゲート電圧がソース電圧より約0.7V(Vthreshold)低下すると、pmosがオンになります。

オンにするには、ハイZを駆動し、オフにするには、ゲート電圧を0にシンクする必要があります。

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