Verwendung eines NOR-Gate-Ausgangs zu einem Mosfet-Schalter, falsche Ausgangsspannung mit hohem Pegel

Ich verwende einen Hex-2-Eingangs-NOR-Gatter-IC (TI SN74AS805BN). NOR-Datenblatt mit einer geregelten 5-V-Versorgung

Ich möchte, dass dies einen Leistungs-Mosfet-Schalter Vishay FB180SA10B MOSFET-Datenblatt steuert . Das Problem ist, dass der Spannungsausgang des NOR-Gatters mit hohem Pegel (dh logisch '1') anscheinend so niedrig wie 2 V ist, und damit der MOSFET in seinem Sättigungsbereich arbeitet, muss eine Vth von bis zu 4 V überschritten werden. Ich bin für den Platz auf der Platine eingeschränkt und möchte das Signal nicht nur verstärken.

Ich dachte also daran, einen anderen MOSFET zu verwenden, dessen Gate vom Logikausgang gesteuert wird, um den größeren Leistungs-Mosfet zu schalten, indem ich einfach meine 5-V-Versorgung mit dem Drain des ersten MOSFET und der Source mit dem Gate des Leistungs-MOSFET verbinde, aber bekomme das Gefühl, dass dies eine schlechte Praxis ist. 1: Ist das so?

Alternativ dachte ich daran, den MOSFET den Ausgang herunterziehen zu lassen, wenn er wie beim einfachsten MOSFET-Schalter in Reihe mit einem Widerstand (dh einem hochziehenden Widerstand) leitet. In der Logikphase könnte ich möglicherweise mit der Inversion zum Leistungs-MOSFET-Gate umgehen, die dies verursachen würde, aber 2: Ich habe mich gefragt, was die Empfehlungen für die eleganteste Lösung wären.

Oder 3: Lese ich das NOR-IC-Datenblatt nur falsch?

Vielen Dank!

Entschuldigung Leute, der Mosfet, den ich verwenden möchte, ist ein N-Kanal, daher wird empfohlen, ihn als Low-Side-Schalter zu verwenden

Antworten (3)

Sie müssen überdenken, wie Sie den FB180SA10B FET ansteuern. Die VgsTH-Spezifikation von max. 4 V garantiert Ihnen nur einen mageren Drain-Strom von 250 uA. Man müsste das raten, wenn Sie vorhaben, einen Monster-FET zu verwenden, der so aussieht:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

...dass Sie vorhaben, ernsthaft Strom durch das Teil zu leiten. Dazu müssen Sie sich wirklich Abbildung 2 aus dem Datenblatt ansehen, um eine Vorstellung von der Art der Gate-Ansteuerspannung zu bekommen, die Sie wirklich benötigen, um diesen FET anzusteuern:

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Wenn Sie das Teil beispielsweise mit 20-usec-Impulsen von 100 A betreiben und die Sperrschichttemperatur des Gehäuses auf einem sicheren Niveau halten möchten (vorausgesetzt, Sie kühlen das Teil richtig ab), könnten Sie möglicherweise mit 105 Watt Verlustleistung des Geräts leben. Bei 105 Watt und 100 A Drainstrom würde die Vorrichtung mit einer Vds von etwa 1,05 Volt arbeiten. Wenn Sie sich das obige Diagramm ansehen, können Sie sehen, dass Sie damit einen VGS im Bereich von 6 bis 6,5 Volt erreichen. Und Sie täten wirklich gut daran, den Antrieb nach oben noch weiter zu steigern.

Es gibt keine 5-V-Logikgatter, die den hier benötigten Antrieb liefern. Wenn Sie eine 5-V-Versorgung verwenden müssen, sollten Sie nach einem FET-Treiber suchen, der über eine interne Boost-Schaltung verfügt, um eine Gate-Ansteuerung von 9 oder 10 Volt zu erzeugen.

Beachten Sie auch, dass diese Geräte eine RIESIGE Gate-Kapazität haben. Das Teil ist spezifiziert mit:

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Um Schaltverluste im FET zu reduzieren, möchten Sie das Gate mit schnellen Anstiegszeiten schwingen. Das schnelle Schwingen dieser großen Kapazität erfordert einen FET-Treiber, der eine sehr respektable Strommenge liefern kann. Wenige Standard-Logikgatter werden den Anforderungen dafür nahekommen.

Ich wünschte, Michael hätte einige Gate-Treiber für den MOSFET vorgeschlagen. Nichtsdestotrotz, schöne Erklärung. Vielen Dank.
@AKR - Es ist nicht meine Absicht, bestimmte Teile zu finden, die die Leute in ihren Entwürfen verwenden können. Wenn Leute denken, dass sie Schaltungen bauen wollen, sollten sie in der Lage sein, die notwendigen Suchen durchzuführen, um die Arten von Teilen zu finden, die sie benötigen. Meine Absicht war hier in erster Linie zu zeigen, warum ein normales 5-V-Logikgatter nicht geeignet war, diesen speziellen FET anzusteuern. FET-Anbieter wie IR, Vishay und Halbleiteranbieter wie TI und Siemens sowie viele andere stellen eine Fülle verschiedener FET-Treiber her.

Bipolare TTL-Teile (74LS, 74AS, 74ALS) haben eine schwache Pull-up-Fähigkeit und ihre hohe Ausgangsspannung liegt deutlich unter 5 Volt.

Wenn Sie zu einem CMOS-Teil wechseln (74AC, 74HC oder andere Variationen einschließlich eines "C"), sind die Ausgänge symmetrisch, und ein Hoch liegt sehr nahe bei 5 Volt mit 5 Volt Vcc.

Obwohl Sie mit der relativ niedrigen Ausgangsspannung Recht haben, gibt es eine einfache Lösung. Verwenden Sie einen Pullup-Widerstand gegen +5. Da Sie so viel Strom wie möglich benötigen, um Gate-Übergänge bereitzustellen, würde ich einen 250-Ohm-Widerstand empfehlen. Dadurch erhalten Sie ein grobes Gleichgewicht zwischen dem Strom, der zum Hochladen des Gates verfügbar ist, und dem Strom, der zum Niedrigfahren verfügbar ist (wenn der Pullup gegen den Ausgang kämpft). Die Verlustleistung für den Widerstand sollte 1/4 Watt betragen.

Da Sie nicht sagen, wie schnell Sie Ihren MOSFET ansteuern möchten, kann ich nicht sagen, ob Sie damit die benötigten Übergangsgeschwindigkeiten erhalten, aber es ist eine einfache Option zum Ausprobieren.

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