Transistor-Push-Pull-Stufe zum Ansteuern von Mosfet

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Hallo,

Ich möchte eine Push-Pull-Stufe auf Transistorbasis herstellen, um ein 30-V-Mosfet anzusteuern.

uC GPIO treibt die Transistorstufe mit 3,3 V und GND an, um das Mosfet ein- und auszuschalten.

Im Datenblatt hat Mosfet einen Schwellenspannungsbereich von 1,5 V bis 2 V.

Das Problem ist:

Wenn GPIO den NPN-Transistor einschaltet, um den Mosfet einzuschalten, hat Gate aufgrund der Basis-Emitter-Diode maximal 2,7 V, und diese 2,7 V reichen nicht aus, um Mosfet im Sättigungsbereich anzutreiben, um ausreichend Strom durch die Last zu lassen.

Ich vermute, es könnte auch die Temperatur des Mosfet erhöhen, der in der Ohmschen Region gefahren wird.

Meine Frage ist:

Wie könnte ich mehr Spannung am Gate haben? oder sollte ich nach einem anderen Mosfet mit sehr niedriger Schwellenspannung suchen?

Vielen Dank für Ihre Vorschläge.

BEARBEITEN:

Mosfet durch einen mit niedrigerer Schwellenspannung ersetzt.

NPN- und PNP-Transistoren wurden auch durch solche mit integrierten Vorspannungswiderständen ersetzt.

Sie haben eine schöne 8-V-Versorgung und verwenden sie nicht. Treiben Sie diese PP-Stufe von einem gemeinsamen Emitter (NPN), Kollektor hochgezogen auf 8 V. (Gemeinsamer Emitter invertiert, also das Ansteuersignal invertieren - idealerweise in Software. Es sieht hier wie Q2 aus electronic.stackexchange.com/questions/351837/… )

Antworten (3)

Besorgen Sie sich einen MOSFET-Treiber wie den IR2110 und lassen Sie die BJTs fallen, da diese Schaltung niemals gut funktionieren wird.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich bin sicher, dass Sie eine Single-Channel-Version eines ähnlichen Geräts finden können.

Der TC4420 kann mit bis zu 18 V betrieben werden, geht bei 2,4 V am Eingang hoch und ist leicht zu erreichen.
Kosten sind in meinem Fall das Problem. In der Schaltung, die ich geteilt habe, gibt es nur NPN- und PNP-Transistoren, und das ist sehr billig. Ich denke, dieser Treiber wird im Vergleich zu zwei BJTs ziemlich teuer sein.
@HerrderElektronik der TC4420 kostet weniger als 1 £ und das kann natürlich zu teuer sein. Der MCP1415 kostet weniger als 0,50 £ und wenn ich über Farnell scanne, sehe ich Preise im niedrigen Bereich von 0,20 £ für mögliche Produkte. Farnell ist nicht billig und wenn Ihr Volumen hoch genug ist, vermute ich, dass Sie etwas im Bereich von 0,15 £ finden sollten.
@Andyaka Ich habe stattdessen Mosfet mit niedrigerer Schwellenspannung verwendet und es schaltet sich in der Simulation vollständig ein. Allerdings habe ich jetzt Transistoren mit ihren internen Vorspannungswiderständen RE und RB 10KOhm verwendet und stelle fest, dass sich mein Gate nicht vollständig entladen kann. Liegt es am höheren Basiswiderstand RB? Wenn ich RB wie 1 kOhm absenke, funktioniert es, aber auf andere Weise funktioniert es auch mit RB 10 KOhm, wenn RE entfernt wird. Wissen Sie, was dieses RE und RB zusammen den Unterschied im System ausmachen?
@HerrderElektronik Sie benötigen in dieser Schaltung keine Emitterwiderstände, da sie nicht versucht, ein linearer Verstärker zu sein. Ich sage das basierend darauf, wie ich Ihren Kommentar gelesen habe. Ein neuer Schaltplan könnte hilfreicher sein.
@Andyaka Ich habe meinen Schaltplan bereits bearbeitet. Könntest du einen Blick auf den bearbeiteten Schaltplan werfen? Im vorherigen habe ich keine Emitter- und Basiswiderstände. Ich habe es in meiner Frage auch als Edit erwähnt.
@HerrderElektronik Ich bin nicht für Push-Pull-Emitter-Folger, da der Ausgang an den Emittern (für ein 3,3-Volt-IO) maximal etwa 2,7 Volt und mindestens etwa 0,6 Volt beträgt, wenn eine Rechteckwelle angesteuert wird. Sie werden niemals etwas in die Nähe von 8-Volt-Gate-Antrieb bekommen, also können Sie es genauso gut mit 3,3 Volt betreiben. Tatsächlich besteht die Möglichkeit, dass Sie mit einem Vorwiderstand von vielleicht 100 Ohm Ihr Gate direkt von einer GPIO-Leitung aus ansteuern können. Die BJTs bringen nichts zur Party.

Das Problem mit Ihrem Schaltplan besteht darin, dass der von Q1 und Q2 hergestellte Puffer seiner Eingangsspannung nicht richtig folgen kann. Am Basis-Emitter von Q1 geht immer ein Vbe verloren, wenn der Eingang 3,3 V beträgt.

Eine bessere Lösung besteht darin, einen "richtigen" Levelshifter wie folgt zu erstellen:

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Beachten Sie, dass Sie das GPIO-Signal invertieren müssen , da jetzt 0 Volt den NMOS einschalten und 3,3 Volt ihn ausschalten .

Meine Logik wird invertiert und 470 Ohm haben immer Strom, um den Mosfet auszuschalten. Daher muss ich anstelle von 470 Ohm einen Widerstand mit großem Wert einsetzen, wodurch die Einschaltgeschwindigkeit von Mosfet verringert wird!
Ja, das stimmt alles. Ich sage nicht, dass dies die optimale Lösung ist. Es behebt nur das Vgs-Problem, das Sie mit Ihrer Schaltung hatten. Wenn Sie im ausgeschalteten Zustand einen geringen Stromverbrauch und keine Inversion wünschen, sollten Sie einen geeigneten Level-Shifter-IC wie den von Andy vorgeschlagenen IR2110 verwenden.
Danke schön. Ja, ich schlafe auf dem, was Andy gesagt hat, und schaue in der Zwischenzeit, ob ich eine billigere, zuverlässige Option bekomme.

Verwenden Sie einen Totempfahlfahrer:

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Mit dieser Schaltung kann auch ein Pulldown-Widerstand von 10 K vorhanden sein, und das Einbringen eines Gate-Widerstands ist ebenfalls besser. was sagen Sie ?
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