Interruptor de carga MOSFET

Question

Estoy tratando de crear un interruptor de carga con un par de Transistores

Sin embargo, estoy confundido acerca de MOSFET voltajes de umbral. Debo cambiar de alrededor de 0.1 a a 3.3 V. GPIO2 es de 1.8 V de la lógica. ¿Qué necesito para leer en el IRLML2502 hoja de datos para averiguar si este 1.8 V será suficiente para activar la Q1, por lo que tirando de la puerta de la Q2 a tierra y causando Q2 para llevar a cabo entre el drenaje y la fuente?

Answer 1

Estás buscando el Umbral de la Puerta de Voltaje, marcado Vgs(th) en la hoja de datos. Hay un poco de una captura a ver de aquí, sin embargo.

Para este particular, MOSFET, si nos fijamos en el correspondiente bit de la hoja de datos:

Podemos ver lo que está dado como un mínimo de 0.6 V, y un máximo de 1,2 V. Esto se ve prometedor para tu 1.8 V de la salida lógica. Sin embargo, el problema es que esto es para una corriente de drenaje de sólo 250uA, así que no es de mucho uso práctico, ya que vamos a necesitar más que eso para tirar de la PMOS puerta baja con el 4.7 kΩ resistencia, debemos asegurarnos de que la corriente de drenaje es aceptable en el 1,8 V.
Para tener una mejor idea de lo que la tensión que necesitamos en la puerta para fregadero útil corrientes en el drenaje, por lo general se necesita tomar un vistazo a los gráficos para la Identificación de más de Vgs y la Identificación de más de Vds para diferentes puerta de voltajes también es útil:

Por desgracia, sólo va tan bajo como la tensión de puerta de 2.25 V, así que no sabemos realmente cuánto de la corriente de drenaje se hundirá en el 1,8 V., Ya que en 2.25 V Id es de más de 10A, es razonable pensar que en el 1,8 V estaremos bien hundimiento 3.3 V / 4.7 kΩ = 0.7 mA, pero no podemos estar seguros, que está muy bien lo que tenemos que ser.

Las opciones de la solución:

• El uso de diferentes N-ch MOSFET con una garantía de corriente de drenaje de más de 0.7 mA a 1.8 V Vgs dado en la hoja de datos.
• El uso de cualquier pequeño transistor NPN que tiene un Vbe de ~0.7 V y se activa fácilmente con 1.8 V (con limitación de la corriente de base de la resistencia de curso. Para una ganancia de, por ejemplo, 100, suponiendo que usted desea tirar tan bajo como sea posible, calcular mediante (1.8 V - 0.7 V) / (0.7 / 100) = ~150kΩ, a continuación, reducir a la mitad para compensar por la reducción de la ganancia en la saturación, por ejemplo, 75kΩ o menos. Otro conservador de la regla de oro es no suponga una ganancia de 20 a 30)
• Hacer sus propias pruebas con un par de IRLML2502s y confirme que hay más que suficiente corriente de drenaje en un Vgs de 1.8 V.
• Aumento de R2, por lo menos corriente que se necesita para tirar la puerta abajo.

Personalmente me gustaría ir para el uso de un NPN, ya que es más barato - usted podría conseguir un adecuado parte de un par de peniques, en comparación con el 33 peniques para los MOSFET.
Para cumplir con esta parte, sin embargo, a menos que necesite un cambio rápido, o hay una gran cantidad de ruido presente, probablemente me vaya para simplemente aumentar R2, a alrededor de 15kΩ, por lo que sólo tiene que hundir 3.3 V / 20kΩ = 220uA. Esto es menos que el valor dado en un máximo de 1.2 Vgs, así que usted puede estar seguro de que será capaz de tirar la puerta abajo fácilmente.

Otra posible opción que yo uso regularmente es el uso de un IO en abrir el modo de drenaje - muchos de los microcontroladores tienen algunos de los terminales que son tolerantes de voltajes más altos que su tensión de alimentación, así que si tu micro tiene un 3.3 V tolerante pin que puede ser utilizado en abrir el modo de drenaje (no dar el número de la parte, así que no puedo comprobarlo, aunque puede que ya lo han hecho), entonces usted puede acabar con Q1 completamente y el uso de este lugar.

Answer 2

Con el fin de tirar de la puerta de la Q2 a tierra, la resistencia (R)_ds debe ser lo suficientemente baja para superar el efecto pull-up de la resistencia de 4,7 kOhm R2.

Por lo tanto, en el IRLML2502 hoja de datos, el primer paso sería buscar un gráfico de On Resistance versus Gate Voltage (Figura 11 en la Página 6), y localizar el punto en el gráfico donde R_ds gotas suficientemente.

Este MOSFET no es ni siquiera el gráfico de V_gs inferior a 2 Voltios, por lo que un enfoque alternativo es:

• R2 pasaría 702 µA si Q1 fueron sustituidos por un corto circuito.
• Por lo tanto, si el MOSFET están garantizados para pasar un poco más de que el actual al deseado V_gs, la puerta de la Q2 sería garantizado para ser tirado bajo.
• De la hoja de datos, V_gs oscila entre 0,60 a 1,2 Voltios, la especificación de un I_D de sólo 250 µA en que V_gs.

Por lo tanto, no hay datos en la hoja de datos que trivialmente indica que el IRLML2502 es adecuado para el propósito. Es probable que todavía funcionan, ya que la I_D aumentará rápidamente con V_gs va más allá de la 1.2 Voltios especificado anteriormente, pero esta no sería mi elección para el diseño.

Me gustaría ver un MOSFET que cambia en el disco duro (el R_ds va más allá de la rodilla de la gráfica) a la espera que el voltaje de la Puerta, O el aumento R1, O utilizar una de las otras ideas excelentes en la respuesta por Oli Glaser.

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Dentro de las limitaciones de no cambiar el diseño, NXP del BSH105 cumple con los requisitos, en un solo precio unitario de $0.40 en Digikey.

Ver este gráfico:

La rodilla de la gráfica está en alrededor de 1,2 Voltios, y la parte está muy bien en el 1,8 Voltios.