¿Cuál es el circuito convencional para controlar un P-MOSFET con MCU?

Question

Cómo funciona un P-MOSFET está claro, hay mucha documentación en la web. Pero lo que es el circuito estándar para utilizarlos como un interruptor ideal con un MCU no es tan claro, en mi opinión.

He visto que hay muchos circuitos que utilizan un transistor NPN aguas arriba o un N-MOSFET para controlar la puerta de un P-MOSFET. Y su funcionamiento es muy claro. Sin embargo, todos estos circuitos tienen que conmutar un voltaje mayor que el voltaje de la MCU.

Dado este circuito:

No me parece que esto pueda funcionar sin un componente aguas arriba que conecte a GND la Puerta, dado que el pin digital del Arduino no es una ENTRADA de drenaje abierto, sino que funciona como una SALIDA. Es decir, con tensión o sin ella. Estas son mis consideraciones sobre este circuito, por favor ayúdenme y ayuden a todos a entender respondiendo estos puntos:

1. La función de la resistencia de pull-up es definir el estado por defecto de la puerta P-MOS. En este caso, el pull-up lleva la puerta a +5V. Estado por defecto = OFF
2. Cuando el pin digital del Arduino está a +5V, la Puerta sigue estando a +5V.
3. Cuando el pin digital del Arduino esté a 0V, la Puerta seguirá estando a +5V, dado que el pin del Arduino no es un pin de drenaje abierto. En otras palabras, ese pin no se conecta a GND, dejando que la corriente fluya y lleve el pin al estado digital 0.

¿Me equivoco?

Answer 1

El circuito que muestras debería funcionar si el FET puede encenderse de forma útil con -5 V _gs y el pullup es mucho mayor que la resistencia en serie.

De todas formas, la primera resistencia no es necesaria. Podrías conectar la puerta a una salida de microcontrolador de 0-5 V con un pullup débil para asegurarte de que está alta antes de que el firmware pueda poner el pin a baja impedancia y ponerlo alto. Poner el pullup después de la resistencia en serie crea un divisor de tensión que reduce la unidad de puerta, que probablemente no es deseable.

Answer 2

Usted declara:

3.Cuando el pin digital del Arduino es 0V, la Puerta seguirá siendo +5V, dado que el pin del Arduino no es un pin de drenaje abierto. En otras palabras, ese pin no se conecta a GND, dejando fluir la corriente y llevar el pin al estado digital 0.

Esto es un malentendido de una etapa de salida CMOS que no es de drenaje abierto:

Se parece a esto:

Dado que se trata de un circuito push pull (siempre conducido a los raíles en funcionamiento normal), o bien el transistor superior está encendido (salida alta) o bien el transistor inferior está encendido (salida baja; en ambos casos, puede fluir corriente.

Actualización de las preocupaciones actuales:

Cuando la salida está alta y, por tanto, al mismo nivel que el drenador PMOS externo, entonces no fluye corriente (porque la tensión entre ambos es cero o muy próxima a ella). Cuando la salida es baja, entonces fluirá una corriente de 5V / resistencia de puerta a fuente PMOS externa.

No es raro ver resistencias del orden de 100k \$\Omega\$ en este caso de uso.

Estoy totalmente de acuerdo con Olin en que la resistencia del pin de control a la puerta es innecesaria.

Answer 3

Es necesario colocar una resistencia entre la salida del Arduino y la puerta para limitar la corriente que fluye hacia el condensador formado por la puerta. Esto se explica muy bien aquí mosfet-resistencia de puerta

El artículo sugiere que para limitar la corriente del Arduino a niveles seguros se debe utilizar una resistencia de 100 - 220 ohmios (compensación de la velocidad de conmutación frente a la corriente).