帮助使用 MOSFET 开关 IC

电器工程 场效应管 集成电路
2022-01-30 18:18:53

我正在尝试使用以下 MOSFET(N 沟道)来打开和关闭 IC。 http://www.diodes.com/datasheets/ZXMS6004FF.pdf

在我的测试电路中,我将 5VDC 连接到 MOSFET 的漏极,然后将源极连接到 IC 上的 V+ 电源引脚。IC 的 Gnd 引脚保持接地。出于某种原因,当我向 MOSFET 的栅极施加正电压时,它会打开,但我只在 IC 的电源引脚上测量到大约 2.5VDC,这对于 IC 来说是不够的。有什么想法我在这里做错了吗?

2个回答

正如 Oli 所说-您需要使门比源更积极一定量才能打开设备。(电平随电流变化 - 对于这个 IC 2 伏通常就足够了 - 请参阅数据表)。这是一个非常好的部分,只是不适合您的使用方式。

如果您的电路允许,您可以将此部件用作“低侧驱动器”,这就是数据表所说的用途。

将源极接地。
将漏极连接到负载-ve。
将负载正极连接到 V+。
驱动门高打开。

该电路的优点是允许负载在高达 36 伏的电压下运行,同时使用例如 3 伏电源供电的设备来激活它。
它的缺点是负载在关闭时处于 V+ 电源电位(而不是接地电位)。

在此处输入图像描述

上面显示了一个灯作为负载,但这可以是你正在供电的任何东西。仅当负载具有电感组件时才需要二极管(在 FET 关闭时为“反激”无功能量提供路径。)

正如 Oli 还指出的那样 - 如果您可以将栅极驱动到 V+ 以上几伏,那么您的电路将工作。

正如 Oli 还指出的那样,P 沟道 FET 将为您工作(源极至 V+,漏极至负载,负载负向接地),栅极高电平 (= V+) 关闭,低电平 (= 接地) 开启。如果您不使用额外的驱动器级(通常是 1 个额外的晶体管),则最大 V+ 是驱动器的电源电压。

在此处输入图像描述


这可能是总体上最好的选择:

使用一个额外的晶体管,您可以使用低压控制信号来驱动负载,使其接近 FET 额定 Vmax。

在此处输入图像描述


这个非常好的设备可以很好地满足您的需求 - 取决于电流和电压要求。只有 3.6V 最大 Vin :-(。它是一款智能高端驱动器,具有低端逻辑电平控制,Digikey 有现货,1.22 美元/1 美元。

在此处输入图像描述

该 IC 的 8 引脚浸入式版本 ST TDE1898 也是逻辑电平驱动的高端驱动器,Digikey 的成本为 3.10 美元/1 美元,但允许 18-35V 电源。会有其他电源电压范围很奇怪的——但是上面的 P 沟道 FET 和单个晶体管可能满足你的需要。


电平转换:

您可以使用 3.3V MCU 切换 5V 高压侧 P 沟道 MOSFET,但设计要么是边缘化的,要么是棘手的。如果您将驱动信号摆动 0/3.3V 并有 5V 的高端电源,则 FET 相对于 +5V 的电压为 5V/1.7V。Vth >= 2V 的 MOSFET 理论上可以工作。更好的 Vth > 2.5V 或 > 3V。随着 Vth 变高,导通裕量减小。需要考虑数据表的最大值和最小值。可行但棘手。

在上面的 2 个晶体管电路中,使用“逻辑晶体管”(内部 R1)来消除一个电阻器。额外的是一个,例如 0402 :-) 电阻和一个例如 SOT23 晶体管 pkg。// 在 MCU 的输出中使用齐纳二极管可以将 Vmax 降低到安全水平,并允许驱动高端 5V P FET。“米老鼠” :-)。


从 MCU 的输出到高电平使用电阻分压器会降低从高端栅极到 V+ 的最小电压,但也会降低最大驱动。这可能是可以接受的。

仅示例:
8k2 V+ 到 P 通道门
10k P 通道门到 mcu 引脚。
33k 单片机引脚接地。

当 OC 达到 33/(33 + 10 + 8.3) x 5 = 3.2V 时,MCU 引脚被拉高。
当 mcu 为 3.2V 时,栅极为 3.2 + 1.8 x (10/(10+8.2)) = 4.2V。
当 mcu 引脚接地时,栅极为 (10)/(10 + 8.2) x 5 = 2.75V
,因此相对于 V+ 栅极的摆动范围为 0.8V 至 2.25V。
这对于某些 FETS 来说是可以的,最大和最小门值需要是可以的。
很难做到正确。

2晶体管电路是首选。
如果可以接受,低侧 N 通道驱动器会更好。

所提到的两种 IC 在一个 IC 中完成整个任务,没有额外的组件。在这两种情况下,使用的电压都是有限的(一种情况下 <= 3.6BV,另一种情况下为 18-35V),但肯定有 IC 可以处理更广泛的电压范围。www.digikey.com 和 www.findchips.com 都是不错的选择。

这将不起作用,因为当电源引脚上升时,使 MOSFET 导通的栅极到源极的电压下降(因为栅极电压保持恒定但源极电压上升),因此它将开始再次关闭 MOSFET 并且稳定在 Vdd 和 GND 之间的某个位置,具体取决于 Vth/Ron、IC 的灌电流量以及栅极的电压。如果您可以将栅极设置为高于 Vdd 的 >Vth(例如 Vdd + 2V),那么它将起作用(例如,上拉到更高的电源)。
更好的方法是一个 P 沟道 MOSFET,源极到 Vdd,漏极到 IC 电源引脚。要打开,您将门拉到地面。