ทำไมต้องใช้“ สวิตช์โหลด” ไม่ใช่แค่ทรานซิสเตอร์ตัวเดียวเป็นสวิตช์

ฉันพยายามเข้าใจถึงข้อดีของการใช้ 'สวิตช์โหลด' สำหรับการสลับแอปพลิเคชัน

สวิตช์โหลด (เหมือนด้านล่าง) มีทรานซิสเตอร์สองตัวเพื่อทำงาน ทำไมฉันไม่สามารถใช้ทรานซิสเตอร์หนึ่งตัว (bjt / fet) เพื่อทำสิ่งเดียวกันได้?

คุณสามารถใช้ FET เดียว แต่มีข้อดีหลายประการในการใช้ IC สวิตช์โหลด

1. แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กสามารถเปลี่ยนได้ (สามารถทำได้โดยใช้ 2 ทรานซิสเตอร์)
2. โหลดสวิทช์มีการ จำกัด การไหลเข้าของกระแสไฟในตัวซึ่งสามารถทำได้ด้วยส่วนประกอบแยกเช่นกัน แต่ต้องการวิศวกรรมเพิ่มเติม
3. บ่อยครั้งที่โหลดสวิตช์มีการตรวจสอบเช่นกำลังไฟดีหรือเอาต์พุตกระแสเกิน ฯลฯ
4. การวิเคราะห์ความคลาดเคลื่อนนั้นง่ายขึ้นเมื่อวงจรทั้งหมดนั้นอยู่ในที่เดียวโดยมีข้อมูลรับประกันประสิทธิภาพ

เช่นเดียวกับวิศวกรรมทุกสิ่งการแลกเปลี่ยน

นอกจากสิ่งที่ผู้ตอบแบบสอบถามคนอื่นเขียนไว้แล้วสวิตช์ที่ทำด้วย MOSFET กำลังเดียวจะมีไดโอดตัวระหว่างแหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำ เป็นผลให้สวิตช์สามารถบล็อกกระแสในทิศทางเดียวเท่านั้น ในอีกทางหนึ่งร่างกายไดโอดจะดำเนินการว่าสวิตช์เปิดอยู่หรือไม่

โหลดสวิตช์ในตัวสามารถบล็อกกระแสในทั้งสองทิศทาง สิ่งนี้ทำได้โดยการควบคุมอคติของกลุ่มใน MOSFET หรือโดยใช้ MOSFET สองตัวจากด้านหลังไปด้านหลัง

ในกรณีนี้ทรานซิสเตอร์ตัวที่สองกำลังทำหน้าที่เลื่อนระดับ MOSFET แบบ P-channel ต้องการสัญญาณควบคุมที่แอ็คทีฟต่ำซึ่งอ้างอิงถึงเทอร์มินัลต้นทาง (เช่นข้ามตัวต้านทาน) อุปกรณ์ N-channel ช่วยให้คุณสามารถควบคุมสวิตช์โดยใช้สัญญาณลอจิกที่มีการอ้างอิงสูงแบบกราวด์ซึ่งมีความสะดวกมากขึ้นในการใช้งานส่วนใหญ่

จุดประสงค์ของการออกแบบทั่วไปซึ่งรวมถึงทรานซิสเตอร์ BJT ด้วยเช่นกันคือการแยกสัญญาณ 'EN' ซึ่งอาจมาจากแหล่งไฟฟ้าแรงดันต่ำ นอกจากนี้แหล่งที่มาอาจไม่ทนต่อแรงดันสูงเกิน 3.3 VDC หรือแรงดันไฟฟ้า 5 VDC ตรรกะที่ขั้วเอาท์พุท

PMOS ทรานซิสเตอร์อาจเป็นทรานซิสเตอร์ PNP ส่วนใหญ่ก็ได้ สามารถเปิดหรือปิดแรงดันไฟฟ้าสูงมากเช่น 300 VDC สำหรับสายไฟ LED ที่มีความยาว อาจเป็นสวิตช์ไฟหลักสำหรับอุปกรณ์เบ็ดเตล็ดทุกประเภทในขณะที่แยก 'EN' ไว้ ขีด จำกัด แรงดันไฟฟ้าสูงสุดสำหรับ MOSFET ในขณะนี้คือประมาณ 700 VDC

ฉันควรทราบว่าทรานซิสเตอร์ NMOS จะได้รับแรงดันไฟฟ้า Vin เดียวกันผ่านตัวต้านทานไบแอสซึ่งใช้เพื่อให้แน่ใจว่า PMOS ปิดหาก 'EN' ต่ำหรือที่แรงดันกราวด์ / แหล่งกำเนิด (ศูนย์โวลต์) NMOS สามารถเป็นประเภทที่เปิดเต็มได้ที่ประมาณ 5 VDC หรือ 10 VDC ขึ้นอยู่กับตรรกะในการขับขี่

แก้ไข: เนื่องจาก PMOS ถูกต่อสายดินเมื่อเปิดใช้งานข้อ จำกัด สำหรับ Vin คือ 20 VDC หรือน้อยกว่า ขอบคุณ @BeBoo สำหรับการชี้ว่า สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นแรงดันแหล่งที่มาของประตูจะต้องถูกยึดด้วยไดโอดซีเนอร์