Ho il seguente circuito con un NPN HEXFET Q1 (BS170) 
Correggimi se sbaglio:
Quando il microcontrollore TX-3V3 è 3.3V cioè logico 1, il TX-5V è un logico 1. Questo è perché il gate di Q1 è CHIUSO quando \ $ V_ {GS} \ $ è maggiore di 0 e APERTO quando non lo è. Quindi in questo momento è APERTO poiché \ $ V_ {GS} = 0 \ $.
Domanda:
Mi confondo quando il microcontrollore TX-3V3 è 0V cioè logico 0. I sapere dalle mie misurazioni che il risultato è che il TX-5V è 0 in questo caso. Non capisco perché.
Direi che il cancello di Q1 è chiuso, poiché \ $ V_ {GS} \ circa 3,3 V \ $. Possibili scenari a cui riesco a pensare, correggimi dove il mio processo di pensiero è sbagliato, voglio conoscere i miei errori :
- Il TX -5V ha unimpedenza, e poiché la corrente prende il percorso di minor resistenza, la mia ipotesi è che la corrente proveniente dallalimentazione 5V scorrerà verso il TX-3V3. Tuttavia, allora cosa succede? Penso sempre alla corrente come a delle biglie che si muovono attraverso un tubo. Poiché il TX-3V3 è uno 0, dove fluiranno le biglie? Non cè terra collegata …
- Unaltra delle mie ipotesi è che la tensione attraverso il resistore R2 sarà 5V, quindi il potenziale residuo al TX-5V è 0V. In questo scenario cè “Non cè ancora terreno però. Allora dove può andare la corrente? Rispondi a questa domanda: Poiché la corrente non ha un posto dove andare, significa che non cè tensione su R2?
Secondo lassegnazione, il TX-5V può anche controllare il logico “1” o “0” per il TX-3V3. Può uno di voi spiegare lo scenario in cui il TX-3V3 è 0V e il TX-5V è 5V? In che modo il TX-5 sarà in grado di controllare il TX-3V3, come il TX-3V3 controlla il TX-5?
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- Questo circuito è descritto in dettaglio qui: nxp.com/documents/application_note/AN10441.pdf
Risposta
Quando lingresso 3,3 V viene abbassato a 0 V, la sorgente è a 0 V, il gate è a 3,3 V e il MOSFET è (più o meno per questa parte particolare) “acceso”.
Pertanto il driver per il TX-3.3V assorbe corrente da R1 e R2 e luscita va leggermente al di sopra della tensione di ingresso (perché Rds (on)> 0 e una certa corrente passa attraverso R2).
Se si abbassa luscita TX-5V, il diodo body del MOSFET conduce e porta lingresso TX-3,3V (e la sorgente MOSFET) al livello basso TX-5V più 0,6V o così. Se il MOSFET ha una tensione di soglia sufficientemente bassa, il canale conduce riducendo ulteriormente la tensione della sorgente e la situazione è la stessa di quando viene pilotato dallaltro lato (il canale MOSFET condurrà in entrambe le direzioni).
Senza fare una valutazione dettagliata, penso che questo particolare MOSFET a canale n sia piuttosto marginale: suggerisco di scegliere qualcosa con un Vgs (th) inferiore garantito a 1mA, qualcosa di più simile al BSS138.
Commenti
- cosè un body diode?
- Body diode (mostrato come zener nel simbolo schematico) fa parte della struttura MOSFET e si comporta come un diodo che conduce se il drain diventa molto più negativo della sorgente. Immagina un 1N4148 interno collegato dallo scarico alla fonte.
- @ user1534664 Maggiori informazioni sul diodo MOSFET qui .
- @ SpehroPefhany Quindi, se il drenaggio è molto più negativo della sorgente, il diodo conduce. Ma se lo scarico è 0V, allora come è più negativo della sorgente che è 0V per impostazione predefinita?
- @ user1534664 Il diodo body entra in gioco solo nella seconda parte della tua domanda. " In che modo il TX-5 sarà in grado di controllare il TX-3V3 ".
Risposta
Questo è semplice come posso immaginarlo.
Qualunque cosa accada, il gate è sempre a 3,3+ volt. Quando TX-3V3 va a zero, V GS è +3,3 – 0 chiudendo linterruttore e trascinando la tensione a TX-5V anche a zero.
Quando linput su qualsiasi lato è alto, non accade nulla ed entrambi i lati sono alti.