búsqueda continua para comprender los MOSFET de canal p

(Descargo de responsabilidad en caso de que no sea dolorosamente obvio: soy muy n00b, especialmente cuando se trata de comprender los transistores).

Pensé que lo tenía todo resuelto: un MOSFET de canal p es (o puede usarse como) un interruptor de lado alto para una fuente de voltaje diferente a la que está funcionando mi MCU. Para probar mi comprensión, reuní lo siguiente en una placa de pruebas:

esquemático

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

El código en U1 (un arduino de 5V) me permitió conducir la línea alta o baja, o ponerla en un estado de alta z para simular los 3 escenarios. Esperaba que conducir la línea baja iluminaría el LED a 9V, y conducirlo alto apagaría el LED (0V en el drenaje del mosfet). Lo que realmente sucedió fue que no había luz en absoluto y que el drenaje tenía un voltaje de 6V (5.9V). Estoy bastante confundido, ¿qué está pasando aquí?

Aquí está el mosfet que estoy usando: https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/General/FQP27P06.pdf

Está destinado a ser controlado incluso por un nivel lógico de 3.3V, por lo que 5V debería estar bien.

mosfet

— kolosy
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Respuestas:

Hay un error en el circuito OP. No podrá apagar el LED, por lo que el LED estará encendido todo el tiempo. Para desactivar el MOSFET del canal P, debe tirar de la puerta a la fuente. La fuente siempre está a + 9V en su circuito, pero el pullup R1 va solo a + 5V (VCC).

Un interruptor MOSFET de canal P del lado alto a menudo se ve así.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Q2 puede ser un pequeño MOSFET de canal N o un pequeño transistor NPN.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Por otro lado, ¿hay alguna razón para usar un interruptor de canal P del lado alto (a diferencia de un interruptor de canal N del lado bajo)? ¿Está haciendo esta configuración solo para comprender mejor los MOSFET de canal P?

— Nick Alexeev
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sí, esto es solo para entender

— kolosy

por curiosidad: ¿por qué el pull-down en el canal n 100k y el pull-up en el canal p 10k?

— kolosy

@kolosy El tamaño del pull-up R1 determina qué tan rápido se apagará Q1. La capacitancia de la puerta de Q1 se descarga a través de R1. Tanto el pull-up como el pull-down pueden ser de 10k (especialmente si no está disparando para una operación de muy baja potencia).

— Nick Alexeev

Vale la pena señalar que algunos microcontroladores tienen pines que se pueden configurar con drenaje abierto, y pueden aceptar un voltaje fuera de VDD, de modo que el circuito del controlador se "enrolle" en el dispositivo.

— Kaz

Acabo de subir a bordo la versión inferior, usando un 2N3904 NPN, un mosfet IRF9540 PNP, con un LED de 50W. Controlado por un oscilador schmitt NAND. ¡Funciona genial!

— johny por qué el

Hay algunas cosas que cambiar en su circuito:

Desea tirar de la puerta MOSFET a 9V, no a VCC.
Una vez que haga esto, no puede usar el pin LED_EN directamente, porque probablemente no será tolerante a 9V.
Para solucionar esto, puede usar un MOSFET de canal N para derribar la puerta del P-FET.
Necesitará una resistencia limitadora de corriente en el LED.

Aquí hay un diagrama que hice para otra respuesta :

PMOS

Esto conduce un motor, pero el mismo circuito funciona para controlar un LED (con una resistencia adicional). ¡Creo que la respuesta vinculada también te dará buena información, si lo digo yo mismo! :)

Buena suerte.

— bitsmack
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genial - tu otra publicación fue definitivamente muy útil.

— kolosy

@kolosy Me alegro de ayudar :)

— bitsmack

¿Un seguimiento más? El circuito real para el que estaba haciendo esto en preparación es un puente mosfet hbridge, con dos p y dos pies de canal n. el voltaje de la batería es de 6V, y la MCU sigue siendo un ino de 5V. Si los pull-ups están tirando correctamente hasta 6V, no vcc, ¿todavía necesito el canal n, o es una diferencia de 1V algo que el ino puede manejar?

— kolosy

@kolosy Realmente depende del microcontrolador. En general, no desea que los pines de E / S estén por encima de VCC (o por debajo del suelo). Puede salirse con la suya. Mire en la hoja de datos en Clasificaciones máximas absolutas. Estos proporcionan los límites que evitarán que el chip se dañe, pero no se garantiza que funcione fuera de los valores recomendados. A menudo lo hará :) Un puente H tiene algunas complejidades. Por ejemplo, los tiempos de encendido y apagado de los FETS deben tenerse en cuenta. Si enciende uno al mismo tiempo que apaga otro, puede obtener el caso en el que uno comienza a conducir antes ...

— bitsmack

... el otro se detiene. ¡Este cortocircuito puede ser un problema! Algunos microcontroladores (PIC, por ejemplo) tienen una configuración de banda muerta programable y manejarán estos problemas de temporización por usted. ¡Buena suerte!

— bitsmack

Su circuito como está no funcionará en absoluto. Siempre debe estar en el estado activado porque siempre tiene un Vsg> Vthreshold. Lo que necesita es la resistencia de 10k conectada a la línea de 9V, pero eso solo funcionará si su bloque lógico de 5V puede bloquear hasta 9V en el modo de alta Z. Básicamente, el PMOS se apagará cuando el lado alto esté al mismo voltaje que la puerta. El pmos se encenderá cuando el voltaje de la puerta caiga ~ 0.7V (umbral de V) por debajo del voltaje de la fuente.

Para encender, querrás conducir en Z alta y para apagar querrás hundir el voltaje de la puerta a 0.

— Horta
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