pencarian berkelanjutan untuk memahami p-channel MOSFET

8

(Penafian dalam kasus itu tidak jelas menyakitkan - saya sangat n00b, terutama ketika datang untuk memahami transistor).

Saya pikir saya sudah mengetahui semuanya - p-channel MOSFET adalah (atau dapat digunakan sebagai) saklar sisi-tinggi untuk sumber tegangan yang berbeda dari apa yang dijalankan MCU saya. Untuk menguji pemahaman saya, saya mengumpulkan yang berikut di papan tempat memotong roti:

skema

mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab

Kode pada U1 (arduino 5V) biarkan saya menggerakkan garis tinggi atau rendah, atau menaruhnya dalam keadaan z tinggi untuk mensimulasikan semua 3 skenario. Saya berharap bahwa mengemudi jalur rendah akan menyalakan LED pada 9V, dan mengemudi tinggi akan mematikan LED (0V pada saluran MOSFET). Apa yang sebenarnya terjadi adalah - tidak ada cahaya sama sekali, dan saluran pembuangan memiliki tegangan 6V (5.9V). Saya cukup bingung - apa yang terjadi di sini?

Inilah mosfet yang saya gunakan: https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/General/FQP27P06.pdf

Ini dimaksudkan untuk dikendalikan oleh level logika 3.3V, jadi 5V seharusnya baik-baik saja.

mosfet kolosy
sumber

Jawaban:

11

Ada kesalahan di sirkuit OP. Ini tidak akan bisa mematikan LED, jadi LED akan menyala sepanjang waktu. Untuk mematikan MOSFET saluran-P, Anda harus menarik Gerbang ke Sumber. Sumber selalu di + 9V di sirkuit Anda, tetapi pullup R1 hanya menjadi + 5V (VCC).

Switch MOSFET P-channel sisi tinggi sering terlihat seperti ini.

masukkan deskripsi gambar di sini

Q2 dapat berupa MOSFET N-channel kecil atau transistor NPN kecil.

masukkan deskripsi gambar di sini

Di sisi lain, apakah ada alasan untuk menggunakan saklar P-channel sisi tinggi (sebagai lawan dari switch N-channel sisi rendah)? Apakah Anda membuat pengaturan ini hanya untuk memahami saluran MOSFET lebih baik?

Nick Alexeev
sumber
1
ya, ini hanya untuk pengertian
kolosy
1
karena penasaran - mengapa pull-down pada n-channel 100k, dan pullup pada p-channel 10k?
kolosy
@kolosy Ukuran pull-up R1 menentukan seberapa cepat Q1 akan mati. Kapasitansi gerbang Q1 dikeluarkan melalui R1. Baik pull-up dan pull-down dapat mencapai 10rb (terutama jika Anda tidak memotret untuk operasi dengan daya sangat rendah).
Nick Alexeev
Mungkin perlu menunjukkan bahwa beberapa mikrokontroler memiliki pin yang dapat dikonfigurasikan saluran terbuka, dan dapat menerima tegangan di luar VDD, sehingga sirkuit driver "digulung" ke perangkat.
Kaz
1
Saya baru saja menggunakan versi bawah, menggunakan 2N3904 NPN, sebuah IRF9540 PNP mosfet, mengendarai 50W LED. Dikendalikan oleh osilator NAND schmitt. Bagus sekali!
Johnny mengapa
7

Ada beberapa hal untuk diubah di sirkuit Anda:

  1. Anda ingin menarik gerbang MOSFET ke 9V, bukan VCC.

  2. Setelah Anda melakukan ini, Anda tidak dapat menggunakan pin LED_EN secara langsung, karena itu kemungkinan tidak akan toleran terhadap 9V.

  3. Untuk mengatasinya, Anda bisa menggunakan MOSFET N-channel untuk menarik turun gerbang P-FET.

  4. Anda membutuhkan resistor pembatas arus pada LED.

Berikut diagram yang saya lakukan untuk jawaban lain :

PMOS

Ini mengendarai motor, tetapi sirkuit yang sama berfungsi untuk mengendarai LED (dengan resistor tambahan). Saya pikir jawaban yang tertaut akan memberikan Anda info yang bagus juga, jika saya mengatakannya sendiri! :)

Semoga berhasil.

bitmack
sumber
keren - posting Anda yang lain pasti sangat membantu.
kolosy
@ Kolosy Senang membantu :)
bitsmack
satu lagi tindak lanjut? rangkaian nyata yang saya lakukan dalam persiapan ini adalah hatch mosfet, dengan dua p dan dua n-channel fets. tegangan baterai ada 6V, dan MCU masih 5V ino. Jika pull-up di sana benar menarik hingga 6V, bukan vcc, apakah saya masih membutuhkan n-channel, atau apakah ada perbedaan 1V yang bisa ditangani oleh ino?
kolosy
1
@ Kolosy Itu benar-benar tergantung pada mikrokontroler. Secara umum, Anda tidak ingin pin I / O di atas VCC (atau di bawah tanah). Anda mungkin lolos begitu saja. Lihat di lembar data di bawah Peringkat Maksimum Mutlak. Ini memberikan batas yang akan mencegah chip dari kerusakan, tetapi tidak dijamin bekerja di luar nilai yang disarankan. Akan sering :) Sebuah H-bridge memiliki beberapa seluk-beluk. Misalnya, waktu menghidupkan dan mematikan FETS harus dipertimbangkan. Jika Anda menghidupkan satu pada saat yang sama ketika Anda mematikan yang lain, Anda mungkin mendapatkan kasus di mana seseorang mulai melakukan sebelum ...
bitsmack
... yang lain berhenti. Hubung singkat ini bisa menjadi masalah! Beberapa mikrokontroler (PIC, misalnya) memiliki pengaturan dead-band yang dapat diprogram, dan akan menangani masalah pengaturan waktu ini untuk Anda. Semoga berhasil!
bitsmack
2

Sirkuit Anda apa adanya tidak akan berfungsi sama sekali. Itu harus selalu dalam keadaan on karena Anda selalu memiliki Vsg> Vthreshold. Yang Anda butuhkan adalah resistor 10k yang terpasang pada garis 9V, tetapi itu hanya akan berfungsi jika blok logika 5V Anda dapat memblokir hingga 9V dalam mode high-Z. Pada dasarnya, PMOS akan mati ketika sisi-tinggi pada tegangan yang sama dengan gerbang. PMOS akan menyala ketika tegangan gerbang turun ~ 0.7V (Vthreshold) di bawah tegangan sumber.

Untuk menghidupkan, Anda ingin mengendarai Z tinggi dan mematikan Anda ingin menurunkan tegangan gerbang ke 0.

horta
sumber