Tengo el siguiente circuito con un NPN HEXFET Q1 (BS170) 
Corríjame si me equivoco:
Cuando el microcontrolador TX-3V3 es 3.3V es decir, 1 lógico, el TX-5V es un 1 lógico. porque la puerta de Q1 está CERRADA cuando \ $ V_ {GS} \ $ es mayor que 0, y ABIERTA cuando no lo es. Así que ahora mismo está ABIERTO desde \ $ V_ {GS} = 0 \ $.
Pregunta:
Me confundo cuando el microcontrolador TX-3V3 es 0V, es decir, 0 lógico. Sé por mis mediciones que el resultado es que el TX-5V es 0 en este caso. No entiendo por qué.
Yo diría que la puerta de Q1 está cerrada, ya que \ $ V_ {GS} \ approx 3.3V \ $. Se me ocurre un posible escenario, corríjame si mi proceso de pensamiento es incorrecto, quiero saber mis errores :
- El TX -5V tiene impedancia, y dado que la corriente toma el camino de menor resistencia, supongo que la corriente que proviene del suministro de 5V fluirá hacia el TX-3V3. Sin embargo, ¿qué pasa entonces? Siempre pienso en la corriente como canicas moviéndose a través de un tubo. Dado que el TX-3V3 es un 0, ¿hacia dónde fluirán las canicas? No hay conexión a tierra …
- Otra de mis conjeturas es que el voltaje a través de la resistencia R2 será de 5 V, por lo que el potencial que queda en el TX-5V es de 0 V. En este escenario hay Sin embargo, todavía no hay terreno. Entonces, ¿a dónde puede ir la corriente? Responda esta pregunta: Dado que la corriente no tiene adónde ir, ¿significa esto que no hay voltaje en R2?
Según la asignación, el TX-5V también puede controlar el «1» o el «0» lógico del TX-3V3. ¿Puede alguno de ustedes explicar el escenario en el que el TX-3V3 es 0V y el TX-5V es 5V? ¿Cómo podrá el TX-5 controlar el TX-3V3, como el TX-3V3 controla el TX-5?
Comentarios
- Este circuito se describe con cierto detalle aquí: nxp.com/documents/application_note/AN10441.pdf
Respuesta
Cuando la entrada de 3.3V se baja a 0V, la fuente está en 0V, la puerta está en 3.3 V y el MOSFET está (más o menos para esta parte en particular) «encendido».
Por lo tanto, el controlador del TX-3.3V consume corriente de R1 y R2 y la salida va ligeramente por encima del voltaje de entrada (porque Rds (encendido)> 0 y algo de corriente pasa por R2).
Si baja la salida TX-5V, entonces el diodo del cuerpo del MOSFET conduce y baja la entrada TX-3.3V (y la fuente MOSFET) al nivel bajo TX-5V más 0.6V o asi que. Si el MOSFET tiene un voltaje de umbral lo suficientemente bajo, el canal conduce reduciendo aún más el voltaje de la fuente y la situación es la misma que cuando se maneja desde el otro lado (el canal MOSFET conducirá en cualquier dirección).
Sin hacer una evaluación detallada, creo que este MOSFET de canal n en particular es bastante marginal. Sugiero elegir algo con un Vgs (th) más bajo garantizado a 1mA, algo más parecido al BSS138.
Comentarios
- ¿Qué es un diodo corporal?
- El diodo corporal (mostrado como un zener en el símbolo esquemático) es parte de la estructura MOSFET y actúa como un diodo que conduce si el drenaje se vuelve mucho más negativo que la fuente. Imagine un 1N4148 interno conectado desde el drenaje a la fuente.
- @ user1534664 Más sobre el diodo del cuerpo MOSFET aquí .
- @ SpehroPefhany Entonces, si el drenaje es mucho más negativo que la fuente, el diodo conduce. Pero si el drenaje es 0V, ¿cómo es más negativo que la fuente que es 0V por defecto?
- @ user1534664 El diodo del cuerpo solo entra en juego en la segunda parte de su pregunta. " ¿Cómo podrá el TX-5 controlar el TX-3V3 ".
Respuesta
Esto es tan simple como puedo imaginarlo.
Pase lo que pase, la puerta siempre está a 3.3+ voltios. Cuando TX-3V3 llega a cero, V GS es +3,3 – 0, lo que hace que el interruptor se cierre y arrastre el voltaje en TX-5V a cero también.
Cuando la entrada en cualquier lado es alta, no sucede nada y ambos lados son altos.