对于 3.3V 微处理器,为 MOSFET 的栅极供电的最佳方式是什么?

电器工程 场效应管 3.3v
2022-01-26 17:33:59

新处理器都是 3.3V 并且正在下降。因此,虽然我已经习惯了 5V arduinos 能够为 MOSFET 的栅极供电,但至少在大多数情况下,这将不再是真的。对于 IRF630,有人指出我确实需要将栅极驱动到 10V 才能获得额定导通电阻。那么执行此操作的规范方法是什么?我是否有 10V 电源,并降低处理器的电压,是否有一个从 3.3V 产生 10V 的电荷泵?电流将非常小,因为栅极具有巨大的阻抗。

最后,假设是 10V 电源,那么将电压切换到栅极的好方法是什么?我是否必须使用小结型晶体管,因为我没有电压来切换 MOSFET?

结型晶体管显示在此解决方案中:乘以 Arduino 板上输出引脚的电压

我只是问是否有其他方法。

4个回答

三个选项。

  1. 使用具有兼容 3.3V 的 VGS 的 mosfet。通常称为逻辑电平 MOSFET。

  2. 使用一个简单的 npn 晶体管作为开关,以更高的电压驱动 mosfet。逻辑将被颠倒。

  3. 使用专用的 mosfet 驱动 IC。

假设您只有 3.3V 可用,您的 MCU 可以通过 gpios 提供至少 1mA 的电流,并且您的应用程序不需要超过 10A,我将使用与 3.3V 兼容的 N mosfet。

例如,当以 3V 为栅极供电时, PMV16XNR的导通电阻仅为 20 mOhm,并且可以提供略高于 6A 的电流。还有许多其他兼容的 MOSFET。

只是要小心从你的 gpio 添加一个电阻到栅极,所以切换 MOSFET 时的电流尖峰不会太大。对于 PMV16XNR,我在栅极前使用 500 欧姆电阻,因此尖峰为 6mA,最大开关频率接近 300 KHz。

如果使用此选项,请记住还要在栅极到地之间放置一个大电阻,这样如果 gpio 处于浮动状态,它就会断电。

如果您需要更大的 MOSFET,则可能需要 MOSFET 驱动器或电荷泵。

如果您告诉我们您的申请和更多详细信息,也许我们可以为您提供更好的帮助。

对于 P 沟道 FET,另一种选择是使用组合 N/P MOSFET 器件。它们在同一个封装中内置了 P 和 N FET。P 可用作高边开关,N 可在 3.3V 下驱动以打开/关闭 P。例如,SI4559ADY-T1-E3

我一直在使用 Rds(at Vgs = 2.5V) < 52mΩ 的 NPN MOSFET AO3400,效果很好。它们可以从全球速卖通或 ebay 网上以便宜的价格购买(100 件不到 3 美元)。还有用于高端开关的 PNP MOSFET AO3401,其 Rds(at Vgs =-2.5V) < 85mΩ。AO3401 也可用于反极性保护。