MOSFETを使用してICのオン/オフを切り替えます


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次のMOSFET(Nチャネル)を使用してICをオンまたはオフにしようとしています。 http://www.diodes.com/datasheets/ZXMS6004FF.pdf

テスト回路では、5VDCをMOSFETのドレインに接続し、次にソースをICのV +電源ピンに接続しました。ICのGndピンはグランドに接続されたままです。何らかの理由で、MOSFETのゲートに正の電圧を印加するとオンになりますが、ICの電源ピンで測定するのは約2.5VDCだけであり、これはICには十分ではありません。ここで間違っていることはありますか?

回答:


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Oliが言うように、デバイスをオンにするには、一定の量だけソースよりもゲートをよりポジティブにする必要があります。(レベルは電流によって異なります-このICの場合、通常2ボルトで十分です-データシートを参照してください)。それは非常に素晴らしい部分であり、あなたがそれをどのように使用しているかに適していないだけです。

回路で許可されている場合は、この部分を「ローサイドドライバー」として使用できます。

ソースをグランドに接続します。
ドレインをload -veに接続します。
正の負荷をV +に接続します。
ゲートをハイに駆動してオンにします。

この回路には、負荷を最大36ボルトで動作させながら、たとえば3ボルト電源の電源装置で負荷をアクティブにできるという利点があります。
(接地電位ではなく)オフにすると、負荷がV +電源電位になるという欠点があります。

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負荷としてランプを使用して上に示しましたが、これはあなたが給電しているものなら何でもかまいません。ダイオードは、負荷に誘導性コンポーネントがある場合にのみ必要です(FETがオフになったときに「フライバック」無効エネルギーの経路を提供するため)。

オリも指摘しているように-ゲートをV +より数ボルト高く駆動できる場合、回路は機能します。

また、Oliが指摘しているように、PチャネルFETが動作します(ソースからV +、ドレインから負荷、負荷から接地)、ゲートが高(= V +)でオフ、低(=接地)でオンになります。最大V +は、追加のドライバーステージを使用しない場合のドライバーの電源電圧です(通常、1つの追加トランジスター)。

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これはおそらく全体的な最良の選択です。

トランジスタを1つ追加すると、低電圧制御信号を使用して、最大定格のFET Vmaxまで負荷を駆動できます。

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この非常に優れたデバイスは、電流と電圧の要件に応じて、ニーズを十分に満たす可能性があります。わずか3.6Vの最大Vin :-(。これは、ローサイドロジックレベルを制御するインテリジェントなハイサイドドライバーで、Digikeyの在庫は$ 1.22 / 1です。

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このICの8ピンディップバージョンであるST TDE1898は、ロジックレベルで駆動されるハイサイドドライバーでも、Digikeyで$ 3.10 / 1の費用がかかりますが、18-35Vの電源が可能です。奇妙な電源電圧範囲を持つ他のものがあります-しかし、上記のようにPチャネルFETと単一のトランジスタがおそらく必要なことを行います。


レベルシフト:

3.3VのMCUで5VのハイサイドPチャネルMOSFETを切り替えることができる場合がありますが、設計は限界的またはトリッキーです。ドライブ信号0 / 3.3Vをスイングし、5Vのハイサイド電源がある場合、FETは+ 5Vに対して5V / 1.7Vを認識します。Vthが2V以上のMOSFETは概念的に機能します。より良いVth> 2.5Vまたは> 3V。Vthが高くなると、オンマージンが減少します。データシートの最大値と最小値を考慮する必要があります。実行可能ですが、注意が必要です。

上記の2トランジスタ回路では、「ロジックトランジスタ」(内部R1)を使用して、1つの抵抗を削除します。その場合、Extraは1つ、たとえば0402 :-)レジスタと1つはたとえばSOT23トランジスタパッケージです。// MCUからの出力にツェナーを使用すると、Vmaxを安全なレベルまで下げ、ハイサイド5V P FETを駆動できます。"ミッキーマウス" :-)。


MCUの出力からHighへの抵抗分割器を使用すると、ハイサイドゲートからV +への最小電圧が減少しますが、最大駆動も減少します。これは許容される場合があります。

例のみ:
8k2 V + to Pチャネルゲート
10k Pチャネルゲートからmcuピン。
グランドへの33k mcuピン。

OCを33 /(33 + 10 + 8.3)x 5 = 3.2Vにすると、mcuピンがHighになります。
mcuが3.2Vの場合、ゲートは3.2 + 1.8 x(10 /(10 + 8.2))= 4.2Vです。
mcuピンがグラウンドにあるとき、ゲートは(10)/(10 + 8.2)x 5 = 2.75Vである
ため、V +ゲートに対して0.8Vから2.25Vにスイングします。
一部のFET ではこれで問題ありませんが、最大および最小ゲート値は問題ない必要があります。
正しく取得するには非常に注意が必要です。

2トランジスタ回路が非常に好ましい。
許容できる場合は、ローサイドNチャネルドライブの方が優れています。

両方のICは、追加のコンポーネントなしで1つのICでタスク全体を実行します。どちらの場合でも、使用される電圧は制限されています(1つは3.6BV以下、もう1つは18-35V)。しかし、より広い範囲の電圧を処理するICが確かにあります。www.digikey.comとwww.findchips.comは、どちらも良い場所です。


ラッセル、私は現在ZVP2120ASTZ PチャネルMOSFETの使用を検討しています。ゲートは、3.3Vで動作するMCUから供給されています。5VDCのオンとオフを切り替えるためにMOSFETが必要です。追加のトランジスタを追加せずにこれを行うことはできないと言っていますか?データシートには、ゲート-ソース間しきい値電圧が-1.5〜-3.5Vであると書かれています。この回路にコンポーネントを追加することは避ける必要があります。MCUのポートピンがオープンコレクター出力を使用するように構成できます。
PICyourBrain

チェックしたばかりで、このピンの出力ポートが5Vに対応していないため、オープンコレクター出力を使用しても役に立ちません。
PICyourBrain

うーん、多分私はMOSFETの代わりに小さなSSRを見つけることができます
-PICyourBrain

3.3VのMCUで5VのハイサイドPチャネルMOSFETを切り替えることができる場合がありますが、設計は限界的またはトリッキーです。
ラッセルマクマホン

たとえば、ADP194は事実上SSRです。必要な電圧と電流。ローサイドドライブの提案は適切ではありませんか?(1 x MOSFET、他の部品なし)。
ラッセルマクマホン

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電源ピンが上昇すると、MOSFETをオンにするゲートからソースへの電圧が低下するため(ゲート電圧は一定のままですが、ソース電圧は上昇するため)、これは機能しません。したがって、MOSFETを再びオフにし、 Vth / Ron、ICがシンクしている電流の量、およびゲートの電圧に応じて、VddとGNDの間に安定します。ゲートをVddを超えるVthを超える値(Vdd + 2Vなど)に設定できる場合、動作します(たとえば、より高い電源へのプルアップ)。
より良い方法は、ソースからVdd、ドレインからIC電源ピンのPチャネルMOSFETです。オンにするには、ゲートを地面に引きます。


このコンポーネントのデータシートには、一般的な用途はマイクロコントローラへの電力の切り替えであると書かれています。これは通常、GNDを切断することで行われますか?
-PICyourBrain

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「マイクロコントローラーから駆動される汎用スイッチ」と書かれていますが、これは少し異なります。
オリグレイザー

そうです。もっと注意深く読むべきだった
-PICyourBrain

これの良い例は、UM232Rデータシートにあります。PチャネルMOSFETをUSB電源に接続してMCUを駆動する方法を示し、USBスタンバイ状態を使用してゲートを駆動します。ftdichip.com/Support/Documents/DataSheets/Modules/DS_UM232R.pdf
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