MOSFET作为开关?

电器工程 开关 场效应管
2022-01-16 05:17:31

如图所示,可以根据“控制”将“输出”控制为0V或12V吗?

Drain and Source 的连接方式会是个问题吗?

P 沟道 MOSFET 作为开关

3个回答

所示晶体管是一个 P 沟道 MOSFET,用作“高端开关”。更常见的是,使用 N 沟道 MOSFET 低侧开关,但只要在漏极上添加一些东西,例如来自http://www.electronics-的 P 沟道 MOSFET 开关图像,您所拥有的就可以工作。 tutorials.ws/transistor/tran_7.html

P-FET 开关

当控制变为“HI”时,MOSFET 开关为“OFF”。当控制变为“LO”时,MOSFET 充当开关,实质上将漏极和源极短路。虽然这并不完全正确,但只要晶体管完全饱和,它就是一个近似值。因此,您显示的原理图可用于将 12V 切换到某个东西,但除非使用下拉电阻器,否则它不会将输出连接到 0V,如上图所示。

相反的控制方案适用于 N 沟道 MOSFET:LO 控制关闭开关,HI 控制打开开关。但是,N 通道更适合作为“LO 侧开关”,将输出连接到地而不是 VDD,如下图 N 通道 MOSFET 开关所示:

N-FET 开关

重要提示:从输入到地的红线只是描述输入短路到地以提供 0V 输入。这不会包含在任何物理电路结构中,因为它会使输入信号短路到地,这是一个坏主意。

确定 FET 是打开还是关闭的实际电压电平称为栅极阈值电压。所谓的“逻辑电平门”在数字电路中常见的较低电压下工作,例如 1.8V、3.3V 或 5V。尽管超过此阈值并不能完全打开或关闭开关,但它仅允许 FET 开始或停止导通。FET 应使用数据表中注明的值完全饱和,以完全打开或关闭。

我还应该补充一点,在 P 沟道 MOSFET 的栅极处包含一个上拉电阻(10k 左右)以使其在未知状态下保持关闭是很常见的做法。同样,在 N 沟道 MOSFET 的栅极处使用了一个下拉电阻,以使其在未知状态下保持关闭。

您正在使用 P 沟道 MOSFET 作为高端开关。没关系。你把它接线的方向很好。

只要“控制”为 12V 或更高,开关就会“关闭”。如果低于 10V 左右,MOSFET 将开始导通(具体需要降低多少取决于器件的 Vgs 阈值。)

通常,要使用逻辑电平控制(0-5V 或 0-3.3V),您将使用从栅极到源极的上拉电阻(例如,1 kOhm 左右)和一个小信号 N 沟道 MOSFET。门和地。当信号进入较小的 N 沟道 MOSFET 的栅极时,它会打开,并将 P 沟道的栅极拉至地,因此 P 沟道将开始沿阻塞方向导通。(它总是传导另一个方向,所以不要切换终端!)

一旦小信号N沟道的栅极再次接地,它将停止导通;输入电压将拉高 P 沟道 MOSFET 的栅极,P 沟道将停止导通。

有人要求提供用于控制带有逻辑电平输入的 P 沟道 MOSFET 的电路原理图,所以我编辑添加了这个:

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

我不知道如何更改组件的名称——您通常需要一个像 BS170 这样的信号晶体管用于底部 N 通道切换器。您还可以调整电阻器以在电流消耗与快速开关之间进行权衡(电流值对于快速开关来说相当激进;10 kOhm 通常可以正常工作)输出被驱动至 0V 的能力取决于负载. 如果负载本身会将输出拉低至 0V,那么是的,这将能够在 0V 和 12V 之间切换输出。如果负载是纯电容性的,那么您将需要在输出和接地之间设置一个下拉电阻,如 Kurt 所示。

正如 Kurt 所建议的那样,N 沟道 MOSFET 仅在它处于低端或使用自举/电荷泵电路将电压提升到高于 12V 源电压的栅极时才有效。仅当您制作大量电路(因此 P 通道的成本很重要)或电路对损耗非常敏感(因此 N 通道的较低 Rdson 很重要)时,才使用 N 通道作为“高端开关”。

如图所示,可以根据“控制”将“输出”控制为0V或12V吗?

是的,当控制线为“低”时,这将产生 12V,如果您有一个从漏极连接到 0V 的电阻,则当控制线为高(12V)时,输出将为 0V。

控制线需要至少 12V 才能关闭 FET(从而让接地电阻将输出拉至 0V),并且需要在 11V 和 6V 之间(典型值,取决于 FET)打开 FET .

Drain and Source 的连接方式会是个问题吗?

不,这不会是一个问题