P CHANNEL MOSFET Gate direkt GPIO

Ich verwende diese Schaltung derzeit, um meine Last von der MCU-Logik HIGH aus zu steuern

Es funktioniert super, nach Selbstreflexionwarum einfach nicht so?

Was ist der Unterschied zum erstenSchaltkreis ? Es ist sicher für meine MCU? Ich verwende NDP6020P ist ein Vgs (th) max -1 V, mein VCC beträgt 3,7 V.

Ich weiß, dass im letzten Stromkreis, wenn die MCU LOW ist, meine Last "ON" ist, anstatt im ersten Stromkreis "LOW" = "OFF".

Grüße

Abhängig von der Gate-Kapazität und dem Widerstand des FET und der Stromfähigkeit Ihrer MCU benötigen Sie möglicherweise einen Gate-Widerstand.
Die Eingangskapazität beträgt 1590 pF für NDP6020P und der Strom meiner MCU beträgt etwa 40 mA (absolute Nennleistung) von GPIO.
Der zweite Schaltplan ist falsch , Sie schließen die Versorgung über Ihre Last kurz. Der PMOS sollte mit der Last und der VDD-Seite in Reihe geschaltet sein. Schalten Sie einfach einen 1-kOhm-Widerstand in Reihe mit dem Gate, um den Gate-Lade-/Entladestrom zu begrenzen. Dieser 40-mA-Strom ist sowieso kein wirkliches Problem, da dieser Strom nur ein kurzer Impuls ist. Wenn es ein Gleichstrom wäre, der den ganzen Tag fließt, dann wäre es das, aber hier ist es nicht. Beachten Sie auch, dass der 2. Schaltplan (aber korrekt gezeichnet) nur funktioniert, wenn die Lastversorgung mit der MCU-Versorgung identisch ist . Also: MCU auf 5 V, Last auf 12 V => NO GO. Verwenden Sie dann Schema 1.
@ kiki67100: Normalerweise befindet sich die Source eines P-Kanal-MOSFET auf der High-Seite und der Drain auf der Low-Seite. In Ihren Schaltungen ist es umgekehrt. Oft haben MOSFETs integrierte Schutzdioden, die von Drain zu Source (@ P-Kanal) oder von Source zu Drain (@ N-Kanal) gehen. Das würde in Ihrem Fall bedeuten, dass diese Diode immer eingeschaltet ist. Ich denke, das ist nicht das, was Sie wollen, und ich bezweifle, dass die erste Schaltung "großartig funktioniert" (wenn sie wirklich so ist, wie Sie sie gezeichnet haben).
Ich stimme dafür, diese Frage als nicht zum Thema gehörend zu schließen, da Sie sich nicht die Mühe gemacht haben, den Mosfet so zu reparieren, dass er auf dem Kopf steht. Dies verschwendet im Grunde die Zeit der Leute.
@Andyaka Ich ändere gerade den umgedrehten Mosfet in zwei Schaltkreisen.

Antworten (2)

Sie können einen Mosfet direkt von den GPIO-Dingen aus ansteuern. Aber Sie müssen sicherstellen, dass es funktioniert:

  • Die Schwelle Vgs (V Gate-Source) ist, wenn der Mosfet einschaltet. Die GPIO-Spannung sollte in der Lage sein, darüber zu kommen. Im Allgemeinen wird ein Mosfet, der dies tut, als Logikpegel-Mosfet bezeichnet.
  • Die Gate-Kapazität sollte die Treiberfähigkeiten des GPIO nicht überschreiten. Dies lässt sich leicht lösen, indem einfach ein Widerstand von ~ 100 Ohm hinzugefügt wird.
  • Die Einschaltzeit entspricht Ihren Anforderungen. Dies kann langsamer sein als mit einem Gate-Treiber und kann zusätzliche Verluste im Mosfet verursachen, wenn hohe Ströme geschaltet werden.

Dies ist für einen N-Kanal. Das ist einfach.
Es gibt zusätzliche Schwierigkeiten mit einem P-Kanal. Da die Spannung zum Abschalten des P-Kanals den maximalen Pegel des GPIO nicht überschreiten sollte. Dies ist normalerweise ein Maximum von 5 V bei einem 5-Volt-toleranten IO.
Das bedeutet, dass das direkte Schalten eines p-FET auf GPIO nicht möglich ist, wenn mehr als 5 V geschaltet werden.

Im Falle Ihres NDP6020P sieht das Vgs(th)-Diagramm so aus:NDP6020P Vgs

Wenn Vgs < 1 Volt ist, leitet der Fet nicht. Der Pullup auf Vcc wird dies tun.
Wenn Vgs > 2 Volt ist, leitet der Fet. Das Kurzschließen von Gate zu Masse wird dies tun.
Die absolute Gate-Spannung darf die maximale GPIO-Spannung nicht überschreiten.

Typische Schaltung, einschließlich MCU-Interna:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Wie du siehst. Die 5V bzw. geschaltete Lastspannung darf niemals Vcc/Vdd der MCU überschreiten!

Das Vgs (th) max ist -1 V, Vgs ist -3,7 V, wenn ich "einschalte", denke ich, dass es gut genug ist. Die Gate-Ladung beträgt 35 nC, die besagt, bis die Gate-Kapazität nicht aufgeladen ist, fließt ein hoher Strom durch GPIO / Gate? Der Gate-Mosfet hat einen Widerstand?
@ kiki67100 Sie machen sich Sorgen um die falschen Dinge, Gate-Ladung und Gate-Serienwiderstand: weitgehend irrelevant . Was wichtig ist: MCU-Versorgungsspannung, Lastversorgungsspannung.
Vielen Dank für Ihre Antwort @Jeroen3. Auf dem Datenblatt ist zu sehen, dass das Maximum für "Gate-Source-Spannung - Kontinuierlich" +/- 8 V ​​beträgt. Mein VCC beträgt 3,7 und mein GPIO HIGH beträgt etwa 3,7 V. Ich denke, ist gut.
Ich sehe mir noch einmal dein Schema an. Die GPIO-Spannung hat einen Spannungsabfall von D1 und mein MOSFET-Gate hat Vgs = (VCC) - (D1 DROP). Wenn Sie nur den GPIO verwenden, um das Gate zu speisen, ist mein MOFSET nicht "vollständig ausgeschaltet" (im linearen Bereich). Bei R1 bin ich mir sicher, dass das Gate VCC entspricht und den Strom begrenzt, wenn mein GPIO auf LOW geht. Danke

Ein High-Side-p-Kanal-Mosfet benötigt eine Gate-Spannung von V+ - ein Diodenabfall zum Ausschalten. Wenn V+ der Spannung an der Source höher ist als die gpio-Spannung am Gate, würde es sich niemals ausschalten. Aus diesem Grund wird ein NPN-Wechselrichtertreiber verwendet. Es ermöglicht einem GPIO mit einer viel niedrigeren Spannung als V+, einen Kanal-FET anzusteuern.

Danke für deine Antwort. Siehst du die Schaltung von @Jeroen3? Er spannt das Gate mit VCC durch den R1 vor? In diesem Fall funktioniert es? Wenn Sie den Kommentar sehen, füge ich meine "Analyse" hinzu
@Kiki hängt nicht vom internen Diodenschutz eines GPIO ab oder missbraucht ihn nicht. Dafür sind sie nicht gedacht. Das mag für ein Bastlerprojekt in Ordnung sein, aber nicht für die Produktion
Was meinst du mit "Missbrauch des internen Diodenschutzes"?
Klemmdioden sind für zufällige Situationen (statische Entladung) da. Sie sind nicht dazu da, eine höhere Spannung anzuschließen, als der Pin für @Kiki gedacht ist
P CHANNEL MOSFET Gate direkt GPIO
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