MOSFET-N als Schalter für mehrere ICs

Ich möchte MOSFET-N (MTM232270LBF) als Leistungsschalter für mehrere ICs in meinem Projekt verwenden. Es sollte die Geräte einschalten, wenn der Logikpegel hoch ist (3,3 V), und bei 0 V ausschalten.

Ich möchte Sie fragen, ob mit dem unten dargestellten Design alles in Ordnung ist.

Habe ich insbesondere Recht, wenn der MOSFET-N in der Sättigungszone arbeitet?

Einige der ICs werden über SPI, UART, I2C mit uC verbunden. Alles wird in Ordnung sein, wenn ich den Strom abschalte?

Brauche ich überhaupt einen R2-Widerstand oder kann ich uC direkt anschließen?

Ich möchte den OPAMP für das PT1000-Temperatursignal mit Strom versorgen und die Masse hat einen Offset von 0,003 V gegenüber der "echten" Masse. Sollte ich dies bei der Fehlerberechnung für die PT1000-Temperatur berücksichtigen?

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Antworten (2)

Nein, IRF7413 kann nicht mit 3,3 V arbeiten. Seine maximale Schwellenspannung beträgt 3 V. Dies bedeutet, dass er erst bei 2-3 V zu leiten beginnt. Das Datenblatt empfiehlt, ihn mit 10 V anzusteuern.

Außerdem ist es ein schaltender MOSFET. Sein Gate-Widerstand muss klein sein (wenige Ohm). Höchstwahrscheinlich beginnt es zu schwingen, wenn es so gefahren wird.

Und die wichtigste Frage: Haben Ihre ICs (I2C TEMP...) eine vom Mikrocontroller getrennte Masse?! Das vorliegende Design unterbricht die GND-Verbindung. Es ist in den meisten Fällen falsch.

Für diese Art von Design sollten Sie einen P-Kanal-MOSFET mit logischem Pegel verwenden. Es wird in die 3,3-V-Versorgungsleitung gelegt. Der GND-Draht ist für Mikrocontroller und alle Geräte gemeinsam.

Informative Antwort! Und zu seiner anderen Frage: „Würde es in Sättigung sein?“ Was halten Sie davon? Warum ist es notwendig, dass es in Sättigung ist? Und für sein Design können wir nicht entscheiden, ob es in Sättigung sein kann oder nicht, weil die Drain-Spannung nicht eindeutig bekannt ist, oder?
Das VGS-Maximum beträgt -20 bis +20 V. Ich kann es nicht mit 3,3 V fahren? Wie ich verstehe, beginnt es bei 1,8 V zu leiten. Link zum Datenblatt unten. Ich nehme an, 50-100 Ohm für den uC-Gate-Antrieb sind in Ordnung? Ich werde zwei Messgeräte (mit UART-Kommunikationsleitungen) verwenden, von denen der Hersteller angegeben hat, dass sie die Erdungsleitung zum ordnungsgemäßen Herunterfahren unterbrechen. Wird es für andere ICs (I2C usw.) sicher sein, Mikrocontroller-Gpios auf Masse zu treiben oder sie mit Tristate zu versehen, bevor der Boden mit Mosfet-N geschnitten wird? "Das ist in den meisten Fällen falsch." - Könnten Sie das näher erläutern? Danke! IRF7413-Datenblatt: farnell.com/datasheets/107864.pdf
Aus Datenblatt Iv gepostet: Abbildung 1 zeigt das Fahren von VGS von 2,5 bis 10 V. Bei "Absolute Maximum Ratings" beträgt VGS -+20 V und der typische Schwellenwert beträgt 1,8 V
OK Ich verstehe, dass es keine garantierte Leitung für 3,3 V gibt (keine Tabelle oder Abbildung für VGS / RDSon). Ich habe meinen Beitrag bearbeitet und den neuen Mosfet-N ausgewählt: MTM232270LBF. Wird dieses Design funktionieren?
Was ist mit der GND-Verbindung? Das ist das wichtigste Problem!!! In Ihrem Design: Sie können keine Signalleitungen von allen ICs (SPI, LEDs ...) an den Mikrocontroller anschließen.
Bevor ich den GND trenne, möchte ich alle angeschlossenen GPIOs hochohmig machen oder auf Masse ziehen. Ist dies in Bezug auf die GND-Verbindung in Ordnung?
Ich habe noch nie in meinem Leben ein Design gesehen, das den GND-Draht für Peripheriegeräte trennt. Die übliche Methode besteht darin, die positive Versorgung zu trennen. Beispielsweise sind viele moderne Logik-ICs für den Betrieb mit bestimmten positiven Spannungen an ihren Eingängen ohne positive Versorgung ausgelegt. Keiner von ihnen ist jedoch für negative Spannung an den Eingängen ausgelegt.
OK, Sie können Ihr Risiko auf sich nehmen. Aber es gibt absolut keine Vorteile beim Trennen von GND im Vergleich zu einem Schalter in positiver Versorgung. Übrigens - das Ziehen von IOs auf GND in Ihrem Design würde wahrscheinlich einige Chips töten.
atlas-scientific.com/_files/_datasheets/_circuit/… Abschnitt „Bekannte Probleme“ Absatz 2.
  1. Nein, es gibt keine Garantie, dass es vollständig eingeschaltet ist. Verwenden Sie einen MOSFET (P-Kanal), der einen garantierten und akzeptablen Rds (on) am Gate-Treiber hat, den Sie verwenden werden (oder weniger Gate-Treiber). Sie sollten sich zu diesem Zweck nicht Vgs(th) oder typische Kurven ansehen. Verwenden Sie Vgs(th), um sicherzustellen, dass der MOSFET ausgeschaltet ist (fast nie ein Problem, wenn das Gate von einem CMOS-Ausgang angesteuert wird).

  2. Das Unterbrechen der Masseverbindung verursacht normalerweise mehr Probleme als das Unterbrechen der Vdd-Verbindung, aber selbst wenn Sie einen High-Side-Schalter verwenden, müssen Sie dennoch sicherstellen, dass der uC nicht dazu führt, dass die Schutznetzwerke leiten. Typischerweise würden Sie die Ausgänge tristate oder auf Low treiben, bevor Sie die Stromversorgung für den Abschnitt ausschalten, den Sie schneiden möchten. Ich schlage einen P-Kanal-MOSFET-High-Side-Schalter vor. Sie können es mit einem anderen N-Kanal-MOSFET oder einem BJT ansteuern. Sie finden N/P-Kanal-Dual im SO8-Gehäuse mit allen erforderlichen Eigenschaften für ein garantiert solides Design.

  3. R2 begrenzt den Strom vom uC-Port-Pin zur MOSFET-Gate-Kapazität, die ansonsten je nach uC mehrere zehn mA erreichen könnte. Wenn Sie es herausnehmen, funktioniert die Schaltung möglicherweise immer noch, wenn Sie große Bypass-Kondensatoren haben, aber ich denke, es lohnt sich. Da Sie hoffentlich Bypass-Kondensatoren im Abschnitt „Power Optional“ haben werden, führt ein schnelles Schalten der Stromversorgung dazu, dass Ihre Vdd (kurz) vorübergehend auf eine Spannung reduziert wird, die mit dem Verhältnis der Bypass-Kondensatoren auf beiden Seiten des MOSFET zusammenhängt . Dies könnte natürlich den Mikroprozessor zurücksetzen oder andere Probleme verursachen. Die Verwendung eines großen Gate-Widerstands (sogar 10 K) verlangsamt die Einschaltrampe und hilft, das Problem zu mindern, indem dv/dt und damit der Strom auf ein Niveau begrenzt werden, das Ihr Netzteilregler verarbeiten kann.

1. Ich muss Mosfet-N verwenden. Können Sie mir erklären, warum Mosfet-N bei einer solchen Verbindung nicht garantiert eingeschaltet wird? Ich habe diese Quelle gelesen, bevor ich hier gepostet habe: electronic-tutorials.ws/transistor/tran_7.html 3. Ich ändere R2 auf 100 Ohm, ist das in Ordnung?
Sie können das Gate mit 10 V betreiben und es wird garantiert, so wie es im Datenblatt steht (empfohlene Lektüre). Wie ich oben sagte, kann ein niedrigeres R2 interessante Probleme verursachen, aber es wird wahrscheinlich nichts beschädigen.
Ich habe die Dokumentation gelesen: farnell.com/datasheets/107864.pdf Können Sie mir bitte erklären, wo in diesem Datenblatt angegeben ist, dass 10 V benötigt werden? Abbildung 1 und Abbildung 3 - es wird VGS von 2,5 V angesteuert. Bei 3,3 V VGS beträgt der IDS > 10 A. Bitte erklären Sie mir, warum ich VGS 10V brauche???
Es gibt keinen garantierten Mindest-Rds(on) bei 3,3 V. Es könnte funktionieren oder auch nicht. Wenn das für Sie in Ordnung ist, hält Sie niemand auf.
Okay, ich verstehe jetzt. Sie haben Recht, es gibt keine gute Abbildungstabelle für niedrige VGS ...