Ik heb het volgende circuit met een NPN HEXFET Q1 (BS170) 
Corrigeer me als ik het mis heb:
Als de TX-3V3-microcontroller 3.3V is, dwz logisch 1, is de TX-5V een logische 1. Dit is omdat de poort van Q1 GESLOTEN is als \ $ V_ {GS} \ $ groter is dan 0, en OPEN als dat niet het geval is. Dus op dit moment is het OPEN sinds \ $ V_ {GS} = 0 \ $.
Vraag:
Ik raak in de war wanneer de TX-3V3-microcontroller 0V is, dwz logisch 0. I weet uit mijn metingen dat het resultaat is dat de TX-5V in dit geval 0 is. Ik begrijp niet waarom.
Ik zou zeggen dat de poort van Q1 gesloten is, aangezien \ $ V_ {GS} \ ongeveer 3,3V \ $. Mogelijke scenarios die ik kan bedenken, corrigeer me als mijn denkproces verkeerd is, ik wil mijn fouten weten :
- De TX -5V heeft impedantie, en aangezien stroom de weg van de minste weerstand volgt, denk ik dat de stroom die van de 5V-voeding komt, naar de TX-3V3 zal stromen. Maar wat gebeurt er dan? Ik denk altijd aan stroming als knikkers die door een buis bewegen. Aangezien de TX-3V3 een 0 is, waar zullen de knikkers dan naartoe stromen? Er is geen aarde aangesloten …
- Een andere gok is dat de spanning over de R2-weerstand 5V zal zijn, dus het potentieel dat overblijft bij de TX-5V is 0V. In dit scenario is er “is echter nog steeds geen grond. Dus waar kan de stroom naartoe? Beantwoord alstublieft deze vraag: Aangezien de stroom nergens heen kan, betekent dit dat er geen spanning is over R2?
Volgens de toewijzing kan de TX-5V ook de logische “1” of “0” voor de TX-3V3 besturen. Kan een van jullie het scenario uitleggen waarin de TX-3V3 0V is en de TX-5V 5V? Hoe kan de TX-5 de TX-3V3 besturen, zoals de TX-3V3 de TX-5 bestuurt?
Opmerkingen
- Dit circuit wordt hier in detail beschreven: nxp.com/documents/application_note/AN10441.pdf
Answer
Wanneer de 3.3V-ingang naar 0V wordt verlaagd, is de bron 0V, de gate staat op 3.3 V en de MOSFET is (min of meer voor dit specifieke deel) “aan”.
Daarom zakt de driver voor de TX-3.3V de stroom van R1 en R2 en gaat de output iets boven de ingangsspanning (omdat Rds (aan)> 0 en er gaat wat stroom door R2).
Als u de TX-5V-uitgang laag trekt, geleidt de bodydiode van de MOSFET en brengt de TX-3.3V-ingang (en MOSFET-bron) omlaag naar het TX-5V-lage niveau plus 0,6V of zo. Als de MOSFET een voldoende lage drempelspanning heeft, geleidt het kanaal verder, waardoor de bronspanning verder wordt verlaagd en de situatie is hetzelfde als wanneer deze vanaf de andere kant wordt aangestuurd (het MOSFET-kanaal geleidt in beide richtingen).
Zonder een gedetailleerde evaluatie te doen, denk ik dat deze specifieke n-kanaals MOSFET vrij marginaal is. Ik raad aan om iets te kiezen met een gegarandeerde lagere Vgs (th) bij 1mA, zoiets als de BSS138.
Opmerkingen
- wat is een lichaamsdiode?
- Lichaamsdiode (weergegeven als een zener in het schematische symbool) is onderdeel van de MOSFET-structuur en werkt als een diode die geleidt als de afvoer veel negatiever wordt dan de bron. Stel je een interne 1N4148 voor die is aangesloten van afvoer naar bron.
- @ user1534664 Meer over de MOSFET-lichaamsdiode hier .
- @ SpehroPefhany Dus als de afvoer veel negatiever is dan de bron, geleidt de diode. Maar als de afvoer 0V is, hoe is deze dan negatiever dan de bron die standaard 0V is?
- @ user1534664 De lichaamsdiode komt pas in het tweede deel van je vraag in beeld. " Hoe kan de TX-5 de TX-3V3 bedienen ".
Antwoord
Dit is zo simpel als ik het me kan voorstellen.
Wat er ook gebeurt, de poort staat altijd op 3.3+ volt. Wanneer TX-3V3 naar nul gaat, is V GS +3,3 – 0 waardoor de schakelaar sluit en de spanning naar TX-5V ook op nul.
Wanneer input aan een kant hoog is, gebeurt er niets en zijn beide kanten hoog.