P-kanallı bir MOSFET ve PNP transistörlerinden yapılmış bir 'ideal' diyotu anlamak

Raspberry Pi B + modellerinde, USB konektörü ile karttaki 5V ağ arasında bir koruma devresi vardır. Pi HOP'a benzer bir koruma devresi yerleştirmeyi tavsiye ederler, pi'yi GPIO başlığı üzerinden bir çoklu sigorta ile birlikte 'güçlendirmeden' önce. Bunun neden bir tavsiye olduğunu anlıyorum ama bu devrenin nasıl çalıştığı hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorum.

Bu soruyu yayınlamadan önce biraz araştırma yaptım ve bir düşük gerilim düşümü diyodu olarak bir MOSFET kullanma hakkında bilgi buldum, ancak hepsinin kapısı PNP çifti ve dirençleri olmadan doğrudan toprağa bağlıydı. Bu devre için ne yapıyorlar? Ayrıca, bu öncelikle vücut diyot kullanıyor mu? Bu durumda, bu uygulama için DMG2305UX niteliğindeki veri sayfasında ilgili bilgiler nelerdir? Bulduğum diğer devrelerde, devreye uyumlu düşük Rdson ve Vgsth ilgili özellikler gibi görünüyordu.

Transistörlerin fikri şudur:

• Sol düşükse ve sağ yüksekse R2 (ve sol transistör az miktarda), sağ transistörün tabanının tabanını negatif olarak bastırır ve kapıyı doğru voltaja itmesini sağlar; FET'in kanalının ve vücut diyotunun kapatılması da engeller.
• Sağ düşük ve sol yüksekse, sol transistörün bağlantı noktası bir diyot olarak çalışacak ve sağ transistörün tabanını kapatmak için yeterince yükseğe çekerek R3'ün geçidi alçalmasını sağlayarak transistörü açarak çekecektir. Başlangıçta sağ taraf vücut diyodu tarafından desteklenmeye başlayacaktır, ancak oldukça hızlı bir şekilde kanalın düşük direnç göstermesi çok düşük bir düşüşe neden olacaktır.

Böylece sol transistör, sağ transistör için uygun bir diyot görevi görür. Kesin bileşen değerleri seçilen MOSFET ve PNP eşleşmiş çiftine bir miktar bağlı olabilir. Benzer püf noktaları başka şekillerde de mevcut, ancak bu en iyi bilinenlerden biri.

MOSFET'in kapısını doğrudan toprağa bağlarsanız, bunun gibi:

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Etkin bir şekilde her zaman bağlantıda, muhtemelen bazı ayarlanmış başlatma davranışları yaratıyorsunuz. Genellikle bu başlatma davranışı, geçit yolundaki kapasitörler ve / veya dirençler kullanılarak geliştirilir.

Çünkü sol yüksekse ve sağ değilse, sağ vücut diyotu tarafından kaldırılır, o zaman kaynak geçitten daha yüksek olur ve FET'in açılmasına neden olur. Sağ yükselirse, kaynak hemen geçide göre artar ve FET tekrar açılır. Diyot eylemi için fazla değil.

Her iki durumda da, asgari çalışma voltajının en az yüzde 10 ila 20'sinin altında çok düşük bir Direnç Düşük olan bir FET ararsınız. Eğer 3.3V'da kullanıyorsanız, 2.5V'de tam olarak açık olan ve muhtemelen 1.2V veya daha az eşik değerinde olan, ancak veri sayfalarına bağlı olan bir FET istersiniz.