p沟道MOSFET开关

电器工程 场效应管 MOSFET驱动器 功率场效应管
2022-01-06 18:01:34

我想使用 MOSFET 作为我的微型计算机驱动的开关。

在此处输入图像描述

使用 N 沟道 MOSFET 的原始电路位于左侧。老实说,我不明白 IRLZ44 的选择。该电路专为具有 5V 逻辑的 Arduino 设计。这意味着对于 GPIO=True=5V,MOSFET 打开并让电流进入负载。

但是我有两个问题:

  • 我正在使用具有 3.3V 逻辑的 Raspberry Pi。根据现有资料,3.3V 不足以完全打开 MOSFET。
  • 我希望我的负载接地(我必须进行一些电压测量)。

我知道足够多的电子设备,可以假设使用 P 沟道 MOSFET,如右侧所示,可以一次性解决我的两个问题。对于 GPIO=False=0V MOSFET 将完全打开,而 GPIO=True=3.3V 将 -1.7V 放在 MOSFET 栅极上并实际上将其关闭。如果这还不够,我还可以将 GPIO 置于监听模式,从而将 MOSFET 栅极拉至 5V。

你能告诉我这个想法是否可行吗? 我应该使用什么 IRLZ44 等效 P 沟道 MOSFET?

4个回答

首先,网站的规则确实声明不要求产品推荐,所以我会跳过那一点。只需阅读数据表,因为所有内容都会在其中进行解释。如果数据表中有您不理解的内容,请发布一个单独的问题。

现在,谈谈你的问题。从我认为您正在尝试做的事情来看,您可能会发现您可能无法完全切换 PMOSFET,或者除非您正确理解数据表,否则您可能会遇到一些困难。可能更简单的想法是使用 MOSFET 对,在其中切换 N 沟道 MOSFET 以将 P 沟道的栅极拉至 0V,如下所示:

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

我已经用过这个电路几次了,没有任何问题。但是,与往常一样,请务必阅读数据表以确保您的组件能够满足您的需求。您不必总是使用示例电路中所示的相同组件。根据您自己的需要构建组件。示例电路非常适合学习事物的工作原理,但并不总是最实用的。在根据示例设计自己的电路时,您应该始终考虑自己的需求,并以此为基础选择组件,而不是仅仅使用示例中的任何内容。

使用从不接近(小于 0.5 伏)到高端电压的信号驱动的高端 P 沟道 MOSFET 的问题在于,当您相信它时,它很有可能仍然处于活动状态把它关掉。

但是,您可以小心地将一个齐纳二极管与您的 3.3 伏 GPIO 驱动电压串联,以使其更好地工作:-

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

现在栅极将被关闭,并且能够被拉低至高于地面的 2.7 伏,这意味着栅极和源极之间将有 3.3 伏,希望您会仔细选择可以工作的 MOSFET。我认为您可以选择 2.4 伏的齐纳二极管,但您已经开始达到通过齐纳二极管的泄漏电流仍可能激活 MOSFET 的地步。保持 R2 低(1 k ish)以避免这种情况发生。

或者使用这两个晶体管电路: -

在此处输入图像描述

如果高压侧电源超过 15 伏,则需要格外小心以防止栅源击穿电压。

这是另一种在不反转控制信号极性的电平转换器配置中使用 N-MOSFET 的方法。

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

您需要选择栅极阈值低于 1V 的 MOSFET,M1 需要低 Rds-ON。M2可以是小信号设备。

首先,这更像是一个评论,因为它只涉及其中一个方面。对于该解决方案,我首选的是 Andy aka 的 NPN 解决方案(必须仔细选择 nMOS 以使 Vgs-th 小于 1.5V,而所有 NPN 都可以工作)。

至于您关于“输入模式”的问题,请记住 rPI 引脚不能承受 5V。这是因为在输入和电源之间有一个寄生二极管。如果你在里面强制一个非常小的电流,你理论上可以忽略这一点

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

这样,您将强制通过寄生二极管的电流为 (5V-3.3V-0.3V)/100kOhm = 14uA,这对于 rPI 应该没问题。但请注意,在这种情况下,栅极上的电压将略高于 3.3V(假设为 3.6V)。

因此,最好使用另一个晶体管(我建议像 Andy 建议的 NPN)来驱动它。