Empfehlung für einen digitalen Wechselrichter aus diskreten Bauelementen

Ich habe eine digitale Schaltung, in der ich nur einen Logikinverter benötige, und sowohl die Leiterplattengröße als auch der Stromverbrauch sind ernsthafte Einschränkungen. Also dachte ich darüber nach, ein Paar komplementärer SMD-MOSFETs (die klassische Konfiguration mit gekoppeltem Gate) anstelle eines ICs mit vielen vorgefertigten Invertern zu verwenden. Welcher MOSFET wäre in diesem Fall besser zu empfehlen (sowohl für geringe Größe als auch für niedrigen Gate-Drain-Strom)?

Antworten (4)

Sie können jetzt einzelne SMD-Wechselrichter wie diesen erhalten , der nur eines der sechs Gatter ist, die in einem klassischen 74AHCT04-Paket enthalten sind.

Sie werden einen IC mit diskreten Komponenten nie an Größe schlagen; Der Link von tcrosley zieht nur wenige µA und der Footprint ist ein SOT23-5, der nur 2,1 x 2,4 mm groß ist.

Wenn jedoch Einfachheit oder Bildung Ihr Ziel sind, können Sie mit einem einfachen FET-Wechselrichter ziemlich gut auskommen. Mit einem PNP und NPN auf Logikpegel können Sie eine Gegentakt-Totem-Pole-Schaltung herstellen, die ähnliche Leistungsanforderungen wie ein Inverter-IC hat. Sie können den oberen Transistor auch durch einen Widerstand ersetzen:

Wandler

Dadurch entsteht auf kleinem Raum ein einfacher Wechselrichter. Wenn die Eingangsspannung über $V_{TO}$ liegt, wird der Ausgang über den Transistor mit Masse verbunden. Wenn die Eingangsspannung klein ist, ist der Transistor ausgeschaltet und der Ausgang wird durch den Widerstand auf $V_{CC}$ hochgezogen.

Beim „Hochfahren“ tritt im Widerstand Verlustleistung auf (eigentlich ein passiver Betrieb für diese Schaltung), und Strom fließt durch den Widerstand, wenn Sie niedrig fahren. Machen Sie den Widerstand also so groß wie Ihre Lastkapazität und Schaltgeschwindigkeit , und Eingangsimpedanz ermöglichen. Diese Schaltung kann viel Strom aufnehmen, aber das Quellen von Strom erfordert einen kleineren Widerstand. Wenn Sie Strom liefern müssen, verwenden Sie einen PNP und drehen Sie das Design auf den Kopf. Verwenden Sie für beste Leistung zwei Transistoren.

Der ursprüngliche Korrespondent spezifizierte den Stromverbrauch als Faktor im Design.
Warum konnten Sie den Widerstand nicht durch einen P-Kanal ersetzen und einen vollen Totempfahl haben?
@reemrevnivek: Transistor + Widerstand ist winzig und billig und funktioniert gut. 2 diskrete Transistoren sind fast so klein, und ich denke, es funktioniert gut - oder übersehe ich etwas? Haben Transistoren in einem IC etwas Magisches, das nicht durch einzelne diskrete Transistoren dupliziert werden kann?
Nach weiteren Überlegungen bin ich zu dem Schluss gekommen, dass Sie diskrete Transistoren verwenden können, um einen Wechselrichter zu duplizieren. Sie können jedoch keine komplexere Logik duplizieren, da Ihr Transistor die Source an das Substrat gebunden hat. Sie müssen das Substrat (aber nicht die Quellen) für andere Logikschaltungen miteinander verbinden. Bearbeitet.
Alle integrierten digitalen CMOS-Designs, die ich je gesehen habe, verbinden alle nFET-Substrate miteinander. Aber ist das wirklich nötig? Was passiert, wenn Sie eine "komplexere Logik" aus einzelnen diskreten Transistoren aufbauen, von denen jeder seine eigene Quelle hat, die mit seinem eigenen Substrat verbunden ist?

Wenn ich eine digitale Schaltung habe und feststelle, dass ich „nur noch einen Wechselrichter“ benötige, baue ich normalerweise einen ganzen Chip ein – vielleicht einen 74HC132 – denn normalerweise entdecke ich ein paar Minuten, nachdem ich diesen Wechselrichter verkabelt habe, dass ich ihn brauche noch ein "nur noch ein Wechselrichter".

Ein Paar komplementärer MOSFETs in der standardmäßigen statischen CMOS-Inverteranordnung sollte gut funktionieren. Es gibt derzeit buchstäblich Hunderte verschiedener Arten von einzelnen Transistoren und Transistor-Arrays im Regal meiner Lieblingslieferanten , die funktionieren würden. (Mit "Arbeit" meine ich "hat einen Schwellenwert, Vgs ist klein genug, dass Sie ihn mit digitaler Logik ansteuern können, anstatt etwas, das 6 V oder mehr zum Einschalten benötigt").

Zufällig ausgewählte Beispiele:

  • BSS84 p-Kanal-FET; und 2N7002 n-Kanal-FET, jeweils in einem diskreten SOT-23-Gehäuse
  • Diodes Inc. DMC2004DWK-7 duales komplementäres MOSFET-Paar in einem einzigen SOT-363-Gehäuse
Empfehlung für einen digitalen Wechselrichter aus diskreten Bauelementen
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v