MOSFET เป็นสวิตช์หรือไม่


12

ในภาพที่แสดงสามารถควบคุม "Output" เป็น 0V หรือ 12V ตาม "Control" ได้หรือไม่?

จะเป็นการระบายและแหล่งที่มาของวิธีการเชื่อมต่อที่เป็นปัญหาหรือไม่

P-Channel MOSFET เป็นสวิตช์

คำตอบ:


22

ทรานซิสเตอร์ที่แสดงเป็น MOSFET P-channel ทำหน้าที่เป็น "สวิตช์ด้านสูง" โดยทั่วไปแล้วจะใช้สวิตช์ต่ำด้านล่างของ N-channel MOSFET แต่สิ่งที่คุณจะใช้งานได้นานเมื่อคุณเพิ่มบางอย่างในท่อระบายน้ำเช่นในภาพของสวิตช์ MOSFET ของ P-Channel MOS จากhttp: //www.electronics- tutorials.ws/transistor/tran_7.html :

สวิตช์ P-Fet

เมื่อตัวควบคุมไปที่ "HI" สวิตช์ MOSFET จะเป็น "ปิด" เมื่อตัวควบคุมไปที่ "LO" MOSFET จะทำหน้าที่เป็นสวิตช์ซึ่งจะทำให้ท่อระบายน้ำและแหล่งกำเนิดสั้นลง แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่เป็นความจริง แต่ก็เป็นการประมาณที่ใกล้ชิดตราบใดที่ทรานซิสเตอร์มีความอิ่มตัวเต็มที่ ดังนั้นแผนผังที่คุณแสดงสามารถใช้สลับ 12V เป็นอะไรก็ได้ แต่มันจะไม่เชื่อมต่อเอาท์พุทเป็น 0V เว้นแต่ว่าจะใช้ตัวต้านทานแบบดึงลงตามที่แสดงในภาพด้านบน

สถานการณ์การควบคุมตรงข้ามทำงานได้กับ N-channel MOSFET: การควบคุม LO จะปิดสวิตช์การควบคุม HI จะเปิดสวิตช์ อย่างไรก็ตาม N-channel เหมาะสมกว่าที่จะเป็น "สวิตช์ด้าน LO" ที่เชื่อมต่อเอาต์พุตกับกราวด์แทน VDD ดังในภาพของสวิตช์ N-Channel MOSFET นี้:

สวิตช์ N-FET

หมายเหตุสำคัญ: เส้นสีแดงจากอินพุตไปยังกราวด์เป็นเพียงการแสดงให้เห็นถึงอินพุตที่ถูกลัดวงจรเพื่อให้อินพุต 0V สิ่งนี้จะไม่รวมอยู่ในโครงสร้างทางกายภาพใด ๆ เพราะจะทำให้สัญญาณอินพุตสั้นลงสู่พื้นซึ่งเป็นความคิดที่ไม่ดี

ระดับแรงดันไฟฟ้าจริงที่กำหนดว่าเปิดหรือปิด FET หรือไม่นั้นเรียกว่าแรงดันเกตของเกต เรียกว่า "ประตูระดับตรรกะ" ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าทั่วไปในวงจรดิจิตอลเช่น 1.8V, 3.3V หรือ 5V แม้ว่าการข้ามขีด จำกัด นี้จะไม่เปิดหรือปิดสวิตช์ทั้งหมด แต่อนุญาตให้ FET เริ่มหรือหยุดดำเนินการ FET ควรเต็มความอิ่มตัวด้วยค่าที่ระบุไว้ในแผ่นข้อมูลเพื่อเปิดหรือปิดแบบเต็ม

ฉันควรเพิ่มว่าเป็นเรื่องธรรมดาที่จะรวมตัวต้านทานแบบดึงขึ้น (10k หรือมากกว่านั้น) ที่ประตูของ MOSFET ของ P-Channel เพื่อไม่ให้ทำงานในสถานะที่ไม่รู้จัก ในทำนองเดียวกันตัวต้านทานแบบดึงลงจะถูกใช้ที่ประตูของ N-Channel MOSFET เพื่อป้องกันไม่ให้อยู่ในสถานะที่ไม่รู้จัก


@ Jon Watte ฉันงงงวยกับสิ่งที่คุณกำลังพูด ... วงจรแรกของฉันคือ P-FET ส่วนที่สองคือ N-FET ทรานซิสเตอร์ใน OP เป็น P-FET นั่นคือเหตุผลที่ฉันควร P-channel MOSFET ก่อน ฉันจะแก้ไขคำตอบเพื่อให้ชัดเจนยิ่งขึ้น
Kurt E. Clothier

จอน Watte ตระหนักดีว่าเขาผิดแล้วส่งคำตอบที่เหมือนกันเกือบทั้งหมด: P ช่องสูงสลับข้าง :)
Kaz

@Kaz ใช่ฉันเพิ่งสังเกตเห็นว่า ...
Kurt E. Clothier

มีสัญลักษณ์ทางเลือกสำหรับ MOSFET ที่ลูกศรไปตรงข้าม ทำให้เกิดความสับสน
Kaz

1
ในแผนผังที่สองของคุณ Vin สร้างวงจรลัดด้วย Gnd คุณควรใส่ตัวต้านทานแบบดึงลงที่นั่น
ปาร์ก

6

คุณกำลังใช้ MOSFET P-channel เป็นสวิตช์ด้านข้างสูง ไม่เป็นไร. ทิศทางที่คุณต่อสายเข้านั้นใช้ได้ดี

ตราบใดที่ "การควบคุม" เป็น 12V หรือสูงกว่าสวิตช์ก็จะ "ปิด" หากมันลดลงต่ำกว่า 10V หรือมากกว่านั้น MOSFET ก็จะเริ่มดำเนินการ

โดยทั่วไปเมื่อต้องการใช้ตัวควบคุมระดับตรรกะ (0-5V หรือ 0-3.3V) คุณจะใช้ตัวต้านทานแบบดึงขึ้นจากเกตไปแหล่ง (กล่าวคือ 1 kOhm หรือดังนั้น) และ MOSFET สัญญาณ N-channel ขนาดเล็กระหว่าง ประตูและพื้นดิน เมื่อสัญญาณเข้าสู่เกทของ MOSFET ขนาดเล็ก N-channel มันจะเปิดขึ้นและดึงเกตของ P-channel ไปที่กราวด์ดังนั้น P-channel จะเริ่มดำเนินการในทิศทางที่ถูกบล็อก (มันมักจะดำเนินไปในทิศทางอื่นดังนั้นอย่าเปลี่ยนขั้ว!)

เมื่อประตูของสัญญาณ N-channel เล็ก ๆ ลงสู่พื้นอีกครั้งมันจะหยุดทำการ แรงดันไฟฟ้าขาเข้าจะดึงเกทของ P-channel MOSFET ขึ้นมาและ P-channel จะหยุดดำเนินการ

มีคนถามแผนผังสำหรับวงจรในการควบคุม MOSFET P-channel นี้ด้วยอินพุตระดับตรรกะดังนั้นฉันจึงแก้ไขเพื่อเพิ่ม:

แผนผัง

จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab

ฉันไม่สามารถหาวิธีเปลี่ยนชื่อของส่วนประกอบได้ - โดยทั่วไปคุณต้องการทรานซิสเตอร์สัญญาณเช่น BS170 สำหรับตัวสลับ N-channel ด้านล่าง คุณสามารถปรับตัวต้านทานสำหรับการแลกเปลี่ยนที่คุณต้องการของการบริโภคในปัจจุบันเทียบกับการสลับอย่างรวดเร็ว (ค่าปัจจุบันค่อนข้างก้าวร้าวสำหรับการสลับที่รวดเร็ว 10 kOhm มักจะทำงานได้ดี) ความสามารถของเอาท์พุทที่จะขับเคลื่อนเป็น 0V ขึ้นอยู่กับโหลด . หากโหลดเองจะดึงเอาท์พุทลงไปที่ 0V แล้วก็ใช่นี่จะสามารถสลับเอาต์พุตระหว่าง 0V ถึง 12V หากโหลดเป็นตัวเก็บประจุแบบบริสุทธิ์คุณจะต้องมีตัวต้านทานแบบดึงลงระหว่างเอาต์พุตและกราวด์เช่น Kurt แสดง

MOSFET แบบ N-channel ตามที่ Kurt แนะนำใช้งานได้ก็ต่อเมื่ออยู่ในระดับต่ำสุดหรือหากคุณใช้วงจรบูทสแตรป / ชาร์จ - ชาร์จ N-channel ในฐานะ "high side switch" ใช้เฉพาะเมื่อคุณทำวงจรจำนวนมาก (ดังนั้นค่าใช้จ่ายของช่อง P-channel) หรือวงจรมีความไวต่อการสูญเสียมาก


เห็นได้ชัดว่าคุณอ่านคำตอบของฉันผิดดังนั้นการแก้ไขอย่างต่อเนื่องของคุณและลบความคิดเห็นจากคำตอบของฉัน คำตอบนี้เป็นเพียงถ้อยแถลงของฉัน
Kurt E. Clothier

1
ฉันอ่านแผนภาพเริ่มต้นผิดและเมื่ออ่านซ้ำหลังจากโพสต์ให้ลบความคิดเห็นที่ผิดพลาดและอัปเดตคำตอบของฉันให้ถูกต้อง คำตอบของคุณไม่ได้พูดถึงปั๊มชาร์จสำหรับไดรเวอร์ n Channel ฉันไม่เห็นด้วยว่าสวิตช์ระดับสูงของแชนแนล n เป็น "ทั่วไป" ที่ด้านบนของบริบทนี้ คำตอบของคุณยังไม่ได้พูดถึงการควบคุมสวิตช์ด้านที่มีระดับตรรกะ
Jon Watte

จริง ฉันไม่ได้หมายความว่า N-Channels เป็นเรื่องธรรมดาในระดับสูง แต่โดยทั่วไปแล้วพวกเขาก็เป็นคนทั่วไปมากกว่า ฉันจะกรอมันเพื่อดูแลมัน
เคิร์ตอี. Clothier

+1 แม้ว่าแผนผังหนึ่งหรือสองอาจจะดี ... มีรายการ netlisting อยู่มากมายในข้อความ ;-)
DrFriedParts

1

ในภาพที่แสดงสามารถควบคุม "Output" เป็น 0V หรือ 12V ตาม "Control" ได้หรือไม่?

ใช่สิ่งนี้จะผลิต 12V เมื่อสายควบคุม "ต่ำ" และถ้าคุณมีตัวต้านทานเป็น 0V จากท่อระบายน้ำเอาต์พุตจะเป็น 0V เมื่อสายควบคุมสูง (12V)

สายควบคุมจำเป็นต้องมีอย่างน้อย 12V เพื่อปิด FET (ดังนั้นปล่อยให้ตัวต้านทานดึงกราวด์เอาต์พุตเป็น 0V) และระหว่าง 11V ถึง 6V (ค่าทั่วไปและขึ้นอยู่กับ FET) เพื่อเปิด FET .

จะเป็นการระบายและแหล่งที่มาของวิธีการเชื่อมต่อที่เป็นปัญหาหรือไม่

ไม่มีสิ่งนี้จะไม่มีปัญหา


ถ้าฉันไม่มีตัวต้านทานลงกราวด์เอาต์พุตจะถูกปล่อยลอยเมื่อสายควบคุมเป็น 12V ใช่ไหม
user1406716

@ user1406716 ถูกต้อง
แอนดี้ aka
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.