¿Este MOSFET está al revés?

Question

Estoy mirando los circuitos existentes y tratando de entenderlos para poder diseñar los míos propios. También para mejorar mis conocimientos de electrónica, por alguna razón MOSFETs nunca han hundido en mí.

Me encontré con el circuito para este (los archivos de aquí (Rev D)) que la empresa tiene la amabilidad de compartir.

Por favor, edúquenme si me equivoco, pero ¿este MOSFET está al revés? Sé que es un PMOS como la flecha de la puerta está mirando hacia fuera, y que la flecha / diodo se conecta a la fuente por lo que la fuente está en la parte inferior y el drenaje está conectado a VBAT.

Mi pensamiento sobre su intención es que la R de 100k sea un pull-down y que cuando VBUS no esté presente, la puerta se tire hacia abajo, encendiendo el MOSFET y conectando el VBAT al LDO. Cuando el voltaje de VBUS está presente, la puerta se tira alto, apagando el MOSFET, desconectando VBAT del circuito para que pueda ser cargado.

Sin embargo, para que eso sea cierto, creo que la fuente PMOS debe estar conectada a VBAT y el drenaje debe estar conectado a la carga - el LDO? Esto también daría lugar a que el diodo cuerpo hacia arriba, la conducción hacia Vdd como lo hace normalmente.

Como pregunta extra, cuando VBUS está conectado, ¿no sería un desperdicio dejar caer constantemente un voltaje a través de la resistencia de 100k (la izquierda)?

Answer 1

Es correcto. Normalmente se ve el PMOS conectado así para actuar como un "diodo" de polaridad inversa.

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Tiene una caída de tensión mucho menor que la de un diodo real y protegerá las corrientes de fluir en la dirección equivocada cuando la tensión se conecta entre los terminales de la batería están conectados en sentido inverso.

NO protegerá contra la carga que empuja la corriente de vuelta hacia la fuente como lo haría un diodo real. Eso requiere un circuito adicional que acompañe al PMOS.

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Cuando la alimentación se conecta de forma correcta, el diodo parásito hace que se inicie un flujo de corriente que produce una caída de tensión a través de la carga, y esta caída de tensión aparece a través de la puerta-fuente que enciende el MOSFET. En este punto, la corriente fluye a través de la fuente-drenaje del MOSFET en lugar de a través del diodo parásito, lo que provoca una baja caída de tensión.

Cuando la alimentación está conectada en sentido inverso, la corriente no puede fluir a través del diodo parásito, y sin que la corriente fluya a través de la carga, la caída de tensión a través de la carga es cero, lo que también significa que la caída de tensión a través de la puerta-fuente es cero, por lo que el PMOS no se enciende para conducir nada entre la fuente-drenaje.

En este punto puedes notar que la caída de voltaje a través de la carga es lo que desencadena que el PMOS se encienda, lo que significa que si la carga desarrolla un voltaje que trata de empujar la corriente en sentido inverso, la puerta-fuente estará sesgada de la manera correcta para encender el PMOS y fluir a través de la fuente-drenaje de vuelta hacia, pasando por alto el diodo que de otra manera lo bloquearía. Por eso no puede impedir que la carga empuje la corriente hacia la fuente.

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Los 100K son para permitir que el PMOS haga su trabajo. En un circuito PMOS simple, normal y de polaridad inversa, la puerta estaría conectada directamente a GND, lo que obviamente no funciona aquí porque cortocircuitaría Vbus.

En este caso, se ha introducido un giro en el que Vbus puede tirar de la puerta HI apagando el PMOS, lo que evita que Vbus retrocargue la batería (algo que mencioné antes que un circuito normal y simple de polaridad inversa PMOS no puede hacer). Eso es algo nuevo para mí. Tendré que recordarlo.