Unter welchen Bedingungen muss ein p-FET-Gate eine höhere Spannung (oder negativer) als seine Source haben?

Gibt es eine allgemeine Regel für p-FETs, die erklärt, wann Vg höher (oder negativer) als Vs sein kann? Ich hatte vor einiger Zeit gepostet und eine hilfreiche Person erklärte, ich müsse Vgs höher als Vds halten, da der FET sonst überhitzen oder versagen könnte. Ich glaube, wir haben damals über n-FETs diskutiert, also glaube ich, dass Vgs für einen p-FET negativer sein sollte als Vds. Ist das korrekt?

Zum Beispiel habe ich einen FQP12P10, der für Vgss +/- 30 V ausgelegt ist.

Ich liefere Vg von einer 48-V-Nennquelle (Vhouse) und verwende einen 68K/47K-Spannungsteiler, der je nach Ladezustand der Batterie 16,3 V bis 24,5 V ausgibt (kann im Extremfall 40 V bis 60 V betragen).

Vs wird von einer separaten 12-V-Nennquelle (Vstarter) versorgt, die zwischen 11 V und 15 V variieren kann. Sowohl Vhouse als auch Vstarter haben eine gemeinsame Basis.

Wenn Vhouse auf 48 V nominal liegt, gibt die Schaltung 0 V aus. Wenn Vhouse auf 0 V liegt, gibt es 12 V nominal aus. Das ist, was ich brauche.

Aber anscheinend geht Vhouse während der BMS-Abschaltung tatsächlich auf 6 V, nicht auf 0 V, und es liefert bei 6 V genug Strom, um eine LED mit Strom zu versorgen, also könnte es vermutlich leicht ein p-FET-Gate mit Strom versorgen.

Wenn ich meine Schaltung mit Vhouse bei 6 V teste, scheint sie so zu funktionieren, wie ich es möchte, mit ausgeschaltetem Gate und 12 V am Drain. Aber ich bin mir nicht sicher warum. Ich messe Vg bei 2,4 V und Vs liegt bei seinen üblichen 12 V. Aber ist dieser Zustand in Ordnung oder beschädigt er den p-FET, wie die Person vorgeschlagen hat? (wenn ich sie richtig verstanden habe, was ich möglicherweise nicht habe).

Ich hoffe, dass die Schaltung wie beschrieben in Ordnung ist. Ich habe es stundenlang in diesem Zustand belassen und es gibt keine Erwärmung von Geräten oder ungewöhnliches Verhalten. Die Schaltung treibt nur eine LED und ein anderes Logikgerät an, das bestenfalls ein paar mA verbraucht, sodass der p-FET niemals ernsthaften Strom leitet.

Aber ich bin etwas verwirrt über die Beziehung zwischen Vg, Vs und Vd und wann einer höher (oder negativer) sein muss als der andere. Jede Hilfe wird sehr geschätzt.

Hier ist das grundlegende Schema:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Und hier ist ein Foto des tatsächlichen Prototyps, wenn Vhouse bei 6 V liegt. Das p-FET-Gate ist offensichtlich nicht ausgeschaltet. Das ist eigentlich gut für meine Anwendung, aber ich verstehe nicht warum. Sie können sehen, dass die LED leuchtet, und ich bekomme klare 12 V, die am Drain gemessen werden (weißer Draht, der nach unten läuft, wo die LED sitzt). Bei Anschluss an 48V funktioniert es wie erwartet. Die LED ist aus, Vd ist 0V. Wenn ich den Drucktastentester verwende, um R1 auf Masse zu schließen, leuchtet die LED und es werden 12 V ausgegeben.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wie hängen Vout und Vstarter12V mit GND zusammen?
Ich habe vergessen zu sagen, dass Vstarter und Vhouse eine gemeinsame Basis haben. Guter Fang. Vout ist relativ zu dieser Gemeinsamkeit.
"Wenn ich meine Schaltung mit Vhouse bei 6 V teste, scheint sie ordnungsgemäß zu funktionieren. Vgs liegt bei -2,4 V, Vds liegt bei -12 V" - Nach meinen Berechnungen sollte Vgs -9,55 V betragen (da Vs = 12 V und Vg = 2,45 V). Wie kommst du auf -2,4V?
@bruceabbott Ich habe mich vielleicht falsch ausgedrückt. Die Gate-Spannung (Ausgang des Spannungsteilers) beträgt -2,4 V relativ zur Masse, wenn Vhouse 6 V beträgt. Ist das Vgd? Ich bin ehrlich gesagt etwas ratlos über die genaue Beziehung zwischen Gate, Source und Drain. Ich verstehe das große Ganze, aber nicht, wie sie voneinander beeinflusst werden.
Bitte bearbeiten Sie Ihre Frage, um die Spannungen zu korrigieren. Ihre Batterie und 12-V-Versorgung sind positive Spannungen, richtig? Dann beträgt die Gate-Spannung relativ zur Masse +2,4 V und die Spannung am Drain sollte nahe bei +12 V liegen (da der FET gut eingeschaltet ist). Vds (Spannung von Drain zu Source) sollte nahe 0 V sein.
@bruceabbott Ich habe die Polarität in meiner Beschreibung verwechselt. Der Ausgang des Spannungsteilers beträgt +2,4 V gegenüber Masse. Verzeihung! Ich lerne immer noch, während ich gehe.
"Vds ist -12 V. Ich habe diesen Teil richtig verstanden." - Jetzt bin ich verwirrt, denn bei Vgs = -9,55 V sollte der FET hart eingeschaltet sein und Vds sollte sehr niedrig sein, nicht -12 V.
@BruceAbbott hast du einen Moment Zeit zum Plaudern? Ich habe das gelöscht, kurz nachdem ich es geschrieben hatte, als ich merkte, dass es falsch war, aber ich bin immer noch nicht ganz klar mit den verschiedenen Begriffen. Ich bin so nah! Nur ein paar Minuten könnten mir eine Tonne helfen. Ich werde oben auch ein Bild der tatsächlichen Prototypschaltung posten, damit klar ist, was ich tue.

Antworten (1)

Ihr PMOSFET hat wahrscheinlich eine Body-Diode zwischen Drain und Source. Es ist nicht so wichtig, dass |Vgs| > |Vgd|, aber Vs > Vd. Andernfalls, wenn Vs-Vd zu negativ wird, leitet die Body-Diode problemlos, bis sie gebraten wird.

In meiner Schaltung über Vs geht es einfach bis zum Abfluss durch. Und der Drain sieht niemals einen Spannungseingang, nur eine kleine Last (LED) und eine andere Logikschaltung. Glaubst du, ich bin in Ordnung, wie beschrieben? Warum denken Sie, dass -2,4 V am Gate und -12 V an der Source den FET leitend lassen? Nur nicht über der Gate-Schwelle? Ich dachte, @nanofarad hätte erklärt, dass P-Mosfet-Gates und -Quellen irgendwie verwandt sind und dass ich dies erklären muss.
Angenommen, Sie haben diese negativen Vorzeichen vor den Spannungen nicht beabsichtigt, sollte es Ihnen gut gehen. Wenn Vg < Vs - Vgth, leitet der FET normal. Abhängig davon, wie viel Strom Sie ziehen, sollte Vd ungefähr gleich Vs sein.