ต้องการคำอธิบายเกี่ยวกับการใช้ 2 ทรานซิสเตอร์เป็นสวิตช์

ฉันแนะนำให้ใช้การออกแบบต่อไปนี้เพื่อขับเคลื่อนการโหลดด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ ฉันต้องการทราบว่าทำไมจึงจำเป็นต้องใช้ทรานซิสเตอร์ 2 ตัว (n-ch และ p-ch) เพื่อทำหน้าที่เป็นสวิตช์และไม่เพียงหนึ่งตัวเท่านั้น

ฉันค้นหาผ่าน Google และ youtube และหน้าส่วนใหญ่ใช้ทรานซิสเตอร์หนึ่งตัว (ส่วนใหญ่เป็น n-ch) เพื่อสร้างสวิตช์เช่นหน้านี้:

http://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_7.html

คุณช่วยอธิบายให้ฉันฟังถึงข้อดีหรือข้อเสียของการออกแบบดังกล่าว (ทรานซิสเตอร์ 2 ตัว) ผ่านสวิตช์ทรานซิสเตอร์ตัวเดียวได้ไหม

แผนผัง

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

transistors switches

— Nima Sajedi
แหล่งที่มา

แรงดันไฟฟ้า I / O ดิจิตอลคุณรู้ไหมว่ามันคืออะไร ฉันคิดว่ามันน้อยกว่า 5V

— DiBosco

มันขึ้นอยู่กับว่าฉันเชื่อมต่อกับ Arduino nano มันจะเป็น 5V ถ้าฉันเชื่อมต่อกับ Arduino MKRFox1200 มันจะเป็น 3,3V แต่วงจรนี้ใช้ได้ดีกับทั้งคู่ สำหรับทรานซิสเตอร์ฉันใช้ NDP6020P เป็น P-ch และ IRL1540N เป็น N-ch ซึ่งมี VGS ต่ำ (th) และแทนตัวต้านทาน 10K ฉันใช้ตัวต้านทาน 100K

— Nima Sajedi

N-CH เป็น IRLI540N และแผ่นข้อมูลสามารถเข้าถึงได้ผ่านinfineon.com/dgdl/...

— นิ Sajedi

บทความที่คุณอ้างถึงพูดถึงวงจรด้านสูงและต่ำ คุณเข้าใจถึงความแตกต่างระหว่างการขับขี่ที่มีด้านสูงและต่ำหรือไม่? คุณเข้าใจหรือไม่ว่าการเปิดและปิด p-type FET เป็นอย่างไรเมื่อเปรียบเทียบกับ n-type และการโหลด FETs ทั้งสองประเภทแตกต่างกันอย่างไร

— DiBosco

ดูเพิ่มเติมคำตอบนี้: การสืบเสาะอย่างต่อเนื่องเพื่อทำความเข้าใจ MOSFET ของ P-channel

— Nick Alexeev

คำตอบ:

หากการแกว่งสัญญาณดิจิตอลนั้นเต็ม 5 V คุณสามารถใช้ P-channel FET สุดท้ายได้

ข้อดีของวงจรสองทรานซิสเตอร์คือแรงดันไฟฟ้าถูกสลับและแรงดันไฟฟ้าสัญญาณดิจิตอลไม่จำเป็นต้องเหมือนกัน วงจรที่คุณแสดงจะทำงานกับแรงดันไฟฟ้าสูงสุดถึงแรงดัน GS สูงสุดที่ FET ตัวที่สองสามารถจัดการได้

— แลงทรอพ
แหล่งที่มา

ขอบคุณแลงฉันขอสรุปได้ว่าวงจรทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวมีแรงดันไฟฟ้าเท่ากันใน VSS (ที่กำลังจะถูกสลับ) และระดับแรงดันสัญญาณ (ในกรณีนี้คือ GPIO pin)

— Nima Sajedi

@Nima: สำหรับสวิทช์ด้านสูงตามที่คุณแสดงโดยทั่วไปแล้วคุณจะใช้ทรานซิสเตอร์เพียงตัวเดียวหากการแกว่งระดับลอจิกขยายไปถึงแรงดันไฟฟ้าที่ถูกเปลี่ยน ไม่เช่นนั้นทรานซิสเตอร์จะไม่สามารถปิดได้อย่างน่าเชื่อถือ

— Olin Lathrop

นี่คือสวิตช์ด้านบน วงจรส่วนใหญ่ที่คุณเคยเห็นอาจเป็นสวิตช์ด้านล่าง การสลับข้างบนเพิ่มปัญหาที่น่าสนใจบางอย่างที่ไม่ซ้ำกับแอปพลิเคชันนั้น เช่นนี้มีเหตุผลมากมายสำหรับสวิตช์สองระดับที่คุณระบุ สองหลักคือ:

แม้เมื่อแรงดันไฟฟ้าแบบสวิตช์จะเหมือนกับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟแบบลอจิกของคุณระดับแรงดันไฟลอจิกแบบลอจิกระดับสูงอาจต่ำกว่ารางอย่างมาก ซึ่งอาจส่งผลให้การสลับ MOSFET แบบ P-Channel เดียวไม่สอดคล้องกัน
เกทของ MOSFET นั้นเป็นตัวเก็บประจุและเนื่องจาก P-Channel MOSFET นั้นใช้ตัวต้านทานแบบดึงขึ้นเพื่อปิดขนาดของพูลอัพนั้นจะต้องมีขนาดค่อนข้างเล็กหากคุณต้องการเปลี่ยนพลังงานนี้อย่างรวดเร็ว . เช่นปัจจุบันคุณต้องสามารถดึงลงผ่าน pull-up เมื่อเปิด N-Channel สามารถสูงกว่า GPIO ของคุณได้มาก

สิทธิประโยชน์เพิ่มเติม

การควบคุมสองระดับยังช่วยให้คุณสามารถสลับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่ามากไปกว่าโหลดลอจิก ในทางทฤษฎีคุณสามารถสลับไปยัง Vds สูงสุดของอุปกรณ์ P-Channel ด้วยไดรเวอร์สองระดับ อย่างไรก็ตามต้องปรับเปลี่ยนวงจรเพื่อ จำกัด แรงดันไฟฟ้าที่เกตของ P-Channel ให้ต่ำกว่า Vgs_max นอกจากนี้การสลับด้านบนของแรงดันไฟฟ้าสูงมากโดยทั่วไปเป็นปัญหา
ด้วยการใช้สัญญาณขนาดเล็ก N-Channel สำหรับอุปกรณ์แรกคุณจะสามารถลดโหลด capacitive บนพิน GPIO ได้อย่างมาก สิ่งนี้จะช่วยลดความเครียดหลังและทำให้ตรรกะของคุณจ่ายน้อยลง "เสียงดัง"

— Trevor_G
แหล่งที่มา

เมื่อเพิ่มคำตอบของคุณประสบการณ์ของฉันในอุตสาหกรรม (อย่างน้อยในสหราชอาณาจักร) คือสิ่งเหล่านี้มักจะเรียกว่า "ไดรเวอร์ด้านสูง" และ "ไดรเวอร์ด้านต่ำ" ซึ่งมักเรียกว่า "HSD / LSD"

— เกรแฮม

ในฐานะที่เป็นส่วนเสริมของ @ OlinLathrop คำตอบความแตกต่างอื่น ๆ ระหว่าง P-channel FET (โดยมีหรือไม่มี N-channel FET เพิ่มเติม) และ N-channel FET ที่แสดงในลิงก์ของคุณคือ P-channel สูง สวิตช์ด้านข้าง (สลับ Vcc ไปที่โหลด) ในขณะที่ N-channel เป็นสวิตช์ด้านต่ำ (เปลี่ยนกราวด์เป็นโหลด)

สำหรับการโหลดอย่างง่ายโดยไม่ต้องใช้ I / O เพิ่มเติมเช่น LED, มอเตอร์ ฯลฯ สวิตช์ไฟต่ำนั้นใช้ได้ สำหรับโหลดที่มี I / Os เชื่อมต่อกับวงจรไฟฟ้าแยกเช่นไมโครคอนโทรลเลอร์หรือเซ็นเซอร์อื่น ๆ โดยทั่วไปจะต้องการให้พื้นดินเชื่อมต่อและใช้สวิตช์ด้านสูง

— DoxyLover
แหล่งที่มา