2 transistörün anahtar olarak kullanılması hakkında açıklama gerekli

Bir mikro denetleyici ile bir yükü sürmek için aşağıdaki tasarımı kullanmam önerilir. Neden sadece bir değil bir anahtar olarak hareket etmek için 2 transistör (n-ch ve p-ch) kullanmanın gerekli olduğunu bilmek isterim?

Google ve youtube'da arama yaptım ve çoğu sayfa, bu sayfa gibi bir geçiş yapmak için bir transistör (çoğunlukla n-ch) kullanıyordu:

http://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_7.html

Bu tip bir tasarıma sahip olmanın (2 transistör) tek transistör anahtarları üzerindeki avantajlarını veya dezavantajlarını açıklayabilir misiniz?

şematik

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

transistors switches

— Nima Sajedi
kaynak

Dijital I / O voltajı, ne olduğunu biliyor musunuz? 5V'tan daha az olduğunu düşünüyorum.

— DiBosco

Arduino nano'ya bağlarsam 5V olur, Arduino MKRFox1200'e bağlarsam 3,3V olur. ancak bu şema her ikisiyle de iyi çalışır. transistörler için NDP6020P'yi P-ch olarak ve IRL1540N'yi düşük VGS (th) olan N-ch olarak kullandım ve 10K direnç yerine 100K direnç kullandım.

— Nima Sajedi

N-CH IRLI540N ve veri sayfaları boyunca erişilebilir infineon.com/dgdl/...

— Nima Sajedi

Referans verdiğiniz makale yüksek ve düşük taraflı devreler hakkında konuşuyor. Yüksek ve düşük taraflı sürüş arasındaki farkı anlıyor musunuz? N-tipi ile karşılaştırıldığında p-tipi bir FET'in nasıl açılıp kapatıldığını ve iki farklı FET türünün yükleri nasıl sürdüğünü anlıyor musunuz?

— DiBosco

ayrıca bu cevaba bakınız: P-kanal MOSFET'lerini anlamak için devam eden arayış

— Nick Alexeev

Yanıtlar:

Dijital sinyal salınımı tam 5 V ise, sadece son P kanalı FET'i kullanabilirsiniz.

İki transistör devresinin avantajı, anahtarlanan güç voltajının ve dijital sinyal güç voltajının aynı olmasına gerek olmamasıdır. Gösterdiğiniz devre, güç voltajının ikinci FET'in işleyebileceği maksimum GS voltajına kadar çalışmasıyla çalışır.

— Olin Lathrop
kaynak

Teşekkür ederim Olin, Tüm tek-transistör devrelerinin VSS (anahtarlanacak) ve sinyal voltaj seviyesi (bu durumda GPIO pin) üzerinde aynı gerilime sahip olduğu sonucuna varabilir miyim?

— Nima Sajedi

@Nima: Gösterdiğiniz gibi yüksek bir yan anahtar için, mantık seviyesi salınımı değiştirilen güç voltajına uzanıyorsa, genellikle sadece tek bir transistör kullanırsınız. Aksi takdirde, transistör güvenilir bir şekilde kapatılamaz.

— Olin Lathrop

Bu bir üst taraf anahtarıdır. Muhtemelen gördüğünüz devrelerin çoğu alt taraf anahtarlarıdır. Üst taraf anahtarlama, o uygulamaya özgü bazı ilginç sorunlar ekler. Bu nedenle, belirttiğiniz iki aşamalı anahtarın sayısız nedeni vardır. İki ana başlık:

Anahtarlanan voltaj, mantık güç kaynağı voltajınızla aynı olsa bile, yüksek seviye mantık çıkış voltajı raydan önemli ölçüde daha düşük olabilir. Bu, tek bir P-Kanallı MOSFET'in tutarsız şekilde değişmesine neden olabilir.
Bir MOSFET'in kapısı temelde bir kapasitördür ve P-Kanal MOSFET'i kapatmak için bu çekme direncine güveniyor olduğundan, bu gücü hızlı bir şekilde değiştirmeniz gerekirse bu çekmenin boyutu nispeten küçük olmalıdır. . Bu nedenle, N-Kanal açıkken çekerek aşağı çekmeniz gereken akım, GPIO'nuzun batabileceğinden çok daha yüksek olabilir.

Ek yararlar

İki aşamalı kontrol aynı zamanda yüke mantık beslemesinden çok daha yüksek voltaj değiştirmenizi sağlar. Teorik olarak iki aşamalı sürücü ile P-Kanal cihazının maksimum Vds değerine geçebilirsiniz. Bununla birlikte, P Kanalının geçidindeki voltajı Vgs_max'ın altına sınırlamak için devrenin değiştirilmesi gerekir. Ayrıca, çok yüksek voltajların üst tarafa çevrilmesi genel olarak sorunludur.
İlk cihaz için küçük bir sinyal N-Kanalı kullanarak GPIO pimindeki kapasitif yükü önemli ölçüde azaltabilirsiniz. Bu, ikincisi üzerindeki yükü azaltır ve mantık kaynağınızı daha az "gürültülü" tutar.

— Trevor_G
kaynak

Cevabınıza ek olarak, sektördeki deneyimim (en azından İngiltere'de), daha çok "yüksek taraf sürücüler" ve "düşük taraf sürücüler" olarak adlandırılır ve genellikle "HSD / LSD" olarak kısaltılır.

— Graham

@ OlinLathrop'un cevabına bir eklenti olarak, P-kanal FET (ek N-kanal FET olsun veya olmasın) ile bağlantınızda gösterilen N-kanal FET arasındaki diğer fark, P-kanalının yüksek yan kanal (Vcc'yi yüke geçirir), N-kanalı alçak yanlı bir anahtardır (zemini yüke geçirir).

LED'ler, motorlar, vb. Gibi ek I / O'lar olmayan basit yükler için, düşük taraf anahtarı iyidir. Diğer mikrodenetleyiciler veya sensörler gibi ayrı olarak çalışan devrelere bağlı G / Ç'leri olan yükler için, genellikle toprağın bağlı kalması ve yüksek taraf anahtarı kullanılması tercih edilir.

— DoxyLover
kaynak