Anahtar olarak neden yalnızca bir transistör değil, bir “yük anahtarı” kullanmalısınız?

Anahtarlama uygulamaları için bir 'yük anahtarı' kullanmanın avantajını anlamaya çalışıyorum.

Yük anahtarında (aşağıdaki gibi) işi yapmak için iki transistör vardır. Neden aynı şeyi yapmak için sadece bir transistör (bjt / fet) kullanamıyorum?

Tek bir FET kullanabilirsiniz, ancak bir yük anahtarı IC kullanmanın birkaç avantajı vardır.

1. Mikro voltajdan daha yüksek voltajlar değiştirilebilir. (Bu, 2 transistör kullanılarak da yapılabilir.)
2. Yük şalteri yerleşik ani akım sınırlamasına sahiptir. Bu, ayrı bileşenlerle de yapılabilir, ancak daha fazla mühendislik gerektirir.
3. Daha sık olmamakla birlikte, yük anahtarları, güç iyi veya aşırı akım çıkışları vb.
4. Tolerans analizi, tüm devre performansı hakkında garantili verilerle tek bir kalıpta olduğunda daha kolaydır.

Her şeyde olduğu gibi mühendislik, değiş tokuşlar.

Diğer katılımcıların zaten yazdıklarına ek olarak, tek bir güç MOSFET ile yapılan bir anahtarın kaynak ve drenaj arasında bir vücut diyotu olacaktır . Sonuç olarak, anahtar akımı sadece bir yönde engelleyebilir. Diğer yönde, gövde diyotu anahtarın açık olup olmadığını iletecektir.

Entegre bir yük şalteri tipik olarak her iki yönde akımı engelleyebilir. Bu, ya MOSFET'teki yığının sapmasının kontrol edilmesiyle ya da arka arkaya iki MOSFET kullanılarak yapılır.

Bu durumda, ikinci transistör seviye kaydırma işlevi gerçekleştirir. P-kanallı MOSFET, kaynak terminaline (yani direnç boyunca) referans verilen aktif-düşük bir kontrol sinyali gerektirir. N-kanal cihazı, anahtarı, çoğu uygulamada çok daha uygun olan, toprak referanslı aktif-yüksek mantık sinyali kullanarak kontrol etmenizi sağlar.

BJT transistörlerini de içeren bu çok yaygın tasarımın amacı, düşük voltaj kaynağından olabilen 'EN' sinyalini izole etmektir. Ayrıca kaynak, çıkış terminallerinde 3,3 VDC veya 5 VDC mantık voltajının üzerindeki yüksek voltajı tolere etmeyebilir.

PMOS transistörü, herhangi bir PNP transistörünün çoğu da olabilir. Uzun bir LED dizisi için 300 VDC gibi son derece yüksek bir voltajı açabilir veya kapatabilir. 'EN' izole edilirken her türlü cihaz için ana güç anahtarı olabilir. Şu anda MOSFET'ler için maksimum voltaj limiti yaklaşık 700 VDC'dir.

NMOS transistörün, 'EN' düşükse veya toprak / kaynak voltajında ​​(sıfır volt) PMOS'un KAPALI olduğundan emin olmak için kullanılan öngerilim direnci ile aynı Vin voltajına maruz kalacağına dikkat etmeliyim. NMOS, onu çalıştıran mantığa bağlı olarak yaklaşık 5 VDC veya 10 VDC'de tam olarak açılan tip olabilir.

EDIT: PMOS açıldığında topraklandığından, Vin sınırı 20 VDC veya daha azdır. @BeBoo'ya bunu işaret ettiği için teşekkürler. Daha yüksek voltajlar için geçit kaynağı voltajının bir zener diyot ile kenetlenmesi gerekir.