Jeg har følgende kredsløb med et NPN HEXFET Q1 (BS170) 
Ret mig, hvis jeg ikke tager fejl:
Når TX-3V3-mikrocontrolleren er 3.3V dvs. logisk 1, er TX-5V en logisk 1. Dette er fordi porten til Q1 er LUKKET, når \ $ V_ {GS} \ $ er større end 0, og ÅBEN, når den ikke er. Så lige nu er det ÅBENT siden \ $ V_ {GS} = 0 \ $.
Spørgsmål:
Jeg bliver forvirret, når TX-3V3-mikrocontrolleren er 0V, dvs. logisk 0. Jeg ved fra mine målinger, at resultatet er, at TX-5V er 0 i dette tilfælde. Jeg forstår ikke hvorfor.
Jeg vil sige, at porten til Q1 er lukket, da \ $ V_ {GS} \ ca.3,3V \ $. Muligt scenarie, jeg kan tænke på, bed mig rette, hvor min tankeproces er forkert, jeg vil vide mine fejl :
- TX -5V har impedans, og da strømmen tager den mindste modstands vej, er mit gæt, at strømmen, der kommer fra 5V-forsyningen, vil strømme mod TX-3V3. Men hvad sker der så? Jeg tænker altid på strøm som kugler, der bevæger sig gennem et rør. Da TX-3V3 er en 0, hvor vil kuglerne derefter strømme til? Der er ingen jordforbindelse …
- En anden af mine gætter er, at spændingen over R2-modstanden vil være 5V, så potentialet, der er tilbage ved TX-5V, er 0V. I dette scenarie er der “dog stadig ingen grund. Så hvor kan strømmen gå? Besvar venligst dette spørgsmål: Da strømmen ikke har nogen steder at gå, betyder det, at der ikke er nogen spænding over R2?
Ifølge opgaven kan TX-5V også styre den logiske “1” eller “0” for TX-3V3. Kan en af jer forklare scenariet, hvor TX-3V3 er 0V og TX-5V er 5V? Hvordan vil TX-5 være i stand til at kontrollere TX-3V3, ligesom TX-3V3 styrer TX-5?
Kommentarer
- Dette kredsløb er beskrevet detaljeret her: nxp.com/documents/application_note/AN10441.pdf
Svar
Når 3.3V-indgangen trækkes ned til 0V, er kilden ved 0V, porten er ved 3,3 V og MOSFET er (mere eller mindre for denne særlige del) “til”.
Derfor sænker driveren til TX-3.3V strømmen fra R1 og R2, og udgangen går lidt over indgangsspændingen (fordi Rds (til)> 0 og en del strøm går gennem R2).
Hvis du trækker TX-5V-udgangen lavt, leder kroppsdioden på MOSFET og bringer TX-3.3V-indgangen (og MOSFET-kilden) ned til TX-5V-lavt niveau plus 0,6V eller så. Hvis MOSFET har lav nok tærskelspænding, leder kanalen yderligere, hvilket reducerer kildespændingen, og situationen er den samme som med den drevet fra den anden side (MOSFET-kanalen vil lede i begge retninger).
Uden at foretage en detaljeret evaluering synes jeg netop denne n-kanal MOSFET er ret marginal – jeg foreslår at vælge noget med en garanteret lavere Vgs (th) ved 1mA, noget mere som BSS138.
Kommentarer
- hvad er en kropsdiode?
- Kropsdiode (vist som en zener i det skematiske symbol) er en del af MOSFET-strukturen og fungerer som en diode, der leder, hvis afløbet bliver meget mere negativt end kilden. Forestil dig en intern 1N4148 forbundet fra afløb til kilde.
- @ user1534664 Mere om MOSFET-kropsdiode her .
- @ SpehroPefhany Så hvis afløbet er meget mere negativt end kilden, leder dioden. Men hvis afløbet er 0V, hvordan er det så mere negativt end kilden, der er 0V som standard?
- @ user1534664 Kroppsdioden kommer kun til spil i den anden del af dit spørgsmål. " Hvordan vil TX-5 være i stand til at kontrollere TX-3V3 ".
Svar
Dette er så simpelt som jeg kan forestille mig det.
Uanset hvad der sker, er porten altid på 3,3+ volt. Når TX-3V3 går til nul, er V GS +3.3 – 0, hvilket gør kontakten tæt og trækker spændingen ved TX-5V også til nul.
Når input på en hvilken som helst side er højt, sker der intet, og begge sider er høje.