Ich habe die folgende Schaltung mit einem NPN-HEXFET Q1 (BS170) 
Korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege:
Wenn der TX-3V3-Mikrocontroller 3.3V ist, dh logische 1, ist der TX-5V eine logische 1. Dies ist weil das Gate von Q1 geschlossen ist, wenn \ $ V_ {GS} \ $ größer als 0 ist, und OPEN, wenn es nicht ist. Im Moment ist es also OFFEN, da \ $ V_ {GS} = 0 \ $.
Frage:
Ich bin verwirrt, wenn der TX-3V3-Mikrocontroller 0 V ist, dh logisch 0. I. Ich weiß aus meinen Messungen, dass das Ergebnis ist, dass der TX-5V in diesem Fall 0 ist. Ich verstehe nicht warum.
Ich würde sagen, das Gate von Q1 ist geschlossen, da \ $ V_ {GS} \ ca. 3,3 V \ $. Mögliche Szenarien, die ich mir vorstellen kann, Bitte korrigieren Sie mich, wenn mein Denkprozess falsch ist. Ich möchte meine Fehler wissen. :
- Der TX -5V hat eine Impedanz, und da der Strom den Weg des geringsten Widerstands nimmt, gehe ich davon aus, dass der von der 5V-Versorgung kommende Strom zum TX-3V3 fließt. Was passiert dann aber? Ich stelle mir Strom immer als Murmeln vor, die sich durch eine Röhre bewegen. Da der TX-3V3 eine 0 ist, wohin fließen die Murmeln dann? Es ist keine Masse angeschlossen …
- Eine andere meiner Vermutungen ist, dass die Spannung am R2-Widerstand 5 V beträgt, sodass das am TX-5V verbleibende Potential 0 V beträgt. In diesem Szenario gibt es „Es ist immer noch kein Grund. Wohin kann der Strom also gehen? Bitte beantworten Sie diese Frage: Bedeutet dies, dass an R2 keine Spannung anliegt, da der Strom nirgendwo hin führt?
Entsprechend der Zuordnung kann der TX-5V auch die logische „1“ oder „0“ für den TX-3V3 steuern. Kann einer von Ihnen das Szenario erklären, in dem der TX-3V3 0 V und der TX-5V 5 V beträgt? Wie kann der TX-5 den TX-3V3 steuern, wie der TX-3V3 den TX-5 steuert?
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- Diese Schaltung wird hier ausführlich beschrieben: nxp.com/documents/application_note/AN10441.pdf
Antwort
Wenn der 3,3-V-Eingang auf 0 V heruntergezogen wird, liegt die Quelle bei 0 V, das Gate bei 3,3 V und der MOSFET ist (mehr oder weniger für diesen bestimmten Teil) „an“.
Daher senkt der Treiber für den TX-3.3V den Strom von R1 und R2 und der Ausgang geht leicht über die Eingangsspannung (weil Rds (ein)> 0 und ein Teil des Stroms durch R2 fließt).
Wenn Sie den TX-5V-Ausgang auf Low ziehen, leitet die Body-Diode des MOSFET und senkt den TX-3,3V-Eingang (und die MOSFET-Quelle) auf den TX-5V-Low-Pegel plus 0,6 V oder so. Wenn der MOSFET eine ausreichend niedrige Schwellenspannung hat, leitet der Kanal die Quellenspannung weiter und die Situation ist dieselbe wie bei der Ansteuerung von der anderen Seite (der MOSFET-Kanal leitet in beide Richtungen).
Ohne eine detaillierte Bewertung vorzunehmen, denke ich, dass dieser spezielle n-Kanal-MOSFET ziemlich marginal ist. Ich schlage vor, etwas mit einem garantierten niedrigeren Vgs (th) bei 1 mA auszuwählen, etwas ähnlicheres wie das BSS138.
Kommentare
- Was ist eine Body-Diode?
- Body-Diode (im schematischen Symbol als Zener dargestellt) ist Teil der MOSFET-Struktur und wirkt wie eine Diode, die leitet, wenn der Drain viel negativer als die Source wird. Stellen Sie sich einen internen 1N4148 vor, der vom Drain zur Source angeschlossen ist.
- @ user1534664 Weitere Informationen zur MOSFET-Body-Diode hier .
- @ SpehroPefhany Wenn der Drain also viel negativer als die Source ist, leitet die Diode. Wenn der Drain jedoch 0 V beträgt, wie ist er dann negativer als die Quelle, die standardmäßig 0 V beträgt?
- @ user1534664 Die Body-Diode kommt erst im zweiten Teil Ihrer Frage ins Spiel. " Wie kann der TX-5 den TX-3V3 steuern? ".
Antwort
Dies ist so einfach, wie ich es mir vorstellen kann.
Was auch immer passiert, das Gate ist immer bei 3,3+ Volt. Wenn TX-3V3 auf Null geht, ist V GS +3,3 – 0, wodurch der Schalter geschlossen wird und die Spannung bei TX-5V auch auf Null.
Wenn die Eingabe auf einer Seite hoch ist, passiert nichts und beide Seiten sind hoch.