Mam następujący obwód z NPN HEXFET Q1 (BS170) 
Popraw mnie, jeśli się mylę:
Gdy mikrokontroler TX-3V3 jest 3.3V tj. Logicznym 1, TX-5V jest logicznym 1. To jest ponieważ brama Q1 jest ZAMKNIĘTA, gdy \ $ V_ {GS} \ $ jest większa niż 0, a OTWARTA, gdy nie jest. Więc teraz jest OTWARTY, ponieważ \ $ V_ {GS} = 0 \ $.
Pytanie:
Jestem zdezorientowany, gdy mikrokontroler TX-3V3 ma 0V, czyli logiczne 0. I wiem z moich pomiarów, że wynik jest taki, że w tym przypadku TX-5V wynosi 0. Nie rozumiem dlaczego.
Powiedziałbym, że brama Q1 jest zamknięta, ponieważ \ $ V_ {GS} \ około 3,3 V \ $. Możliwy scenariusz, który przychodzi mi do głowy, popraw mnie tam, gdzie mój proces myślowy jest zły, chcę poznać swoje błędy :
- TX -5 V ma impedancję, a ponieważ prąd obiera ścieżkę najmniejszego oporu, przypuszczam, że prąd pochodzący z zasilania 5 V będzie płynął w kierunku TX-3V3. Ale co się wtedy dzieje? Zawsze myślę o prądzie jak o kulkach poruszających się przez rurkę. Ponieważ TX-3V3 ma wartość 0, to dokąd popłyną kulki? Nie ma podłączonego uziemienia …
- Innym z moich przypuszczeń jest to, że napięcie na rezystorze R2 będzie wynosić 5 V, więc potencjał pozostały na TX-5V wynosi 0 V. W tym scenariuszu Jednak nadal nie ma ziemi. Więc dokąd może płynąć prąd? Odpowiedz na to pytanie: Skoro prąd nie ma dokąd iść, czy to oznacza, że na R2 nie ma napięcia?
Zgodnie z przypisaniem, TX-5V może również sterować logicznym „1” lub „0” dla TX-3V3. Czy ktoś z was może wyjaśnić scenariusz, w którym TX-3V3 ma napięcie 0 V, a TX-5V to 5 V? W jaki sposób TX-5 będzie w stanie kontrolować TX-3V3, tak jak TX-3V3 kontroluje TX-5?
Komentarze
- Ten obwód jest szczegółowo opisany tutaj: nxp.com/documents/application_note/AN10441.pdf
Odpowiedź
Gdy wejście 3,3 V jest obniżone do 0 V, źródło jest przy 0 V, bramka ma 3,3 V i MOSFET jest (mniej więcej w tej konkretnej części) „włączony”.
Dlatego sterownik TX-3.3V pobiera prąd z R1 i R2, a napięcie wyjściowe idzie nieco powyżej napięcia wejściowego (ponieważ Rds (on)> 0 i część prądu przechodzi przez R2).
Jeśli wyciągniesz wyjście TX-5V na niskie, to dioda korpusu MOSFET-u przewodzi i sprowadza wejście TX-3,3V (i źródło MOSFET) do niskiego poziomu TX-5V plus 0,6V lub więc. Jeśli tranzystor MOSFET ma wystarczająco niskie napięcie progowe, kanał dalej redukuje napięcie źródła i sytuacja jest taka sama, jak w przypadku tranzystora napędzanego z drugiej strony (kanał MOSFET będzie przewodził w dowolnym kierunku).
Bez przeprowadzania szczegółowej oceny, myślę, że ten konkretny n-kanałowy MOSFET jest dość marginalny – proponuję wybrać coś z gwarantowaną niższą wartością Vgs (th) przy 1 mA, coś bardziej jak BSS138.
Komentarze
- co to jest dioda ciała?
- Dioda ciała (pokazana jako zener na schemacie) jest częścią struktury MOSFET i działa jak dioda, która przewodzi, jeśli dren staje się znacznie bardziej ujemny niż źródło. Wyobraź sobie wewnętrzny 1N4148 podłączony od drenu do źródła.
- @ user1534664 Więcej o diodzie korpusu MOSFET tutaj .
- @ SpehroPefhany Więc jeśli dren jest znacznie bardziej ujemny niż źródło, dioda przewodzi. Ale jeśli dren ma wartość 0 V, to w jaki sposób może być bardziej ujemny niż źródło, które domyślnie ma 0 V?
- @ user1534664 Dioda ciała pojawia się dopiero w drugiej części pytania. " W jaki sposób TX-5 będzie w stanie sterować TX-3V3 ".
Odpowiedź
To jest tak proste, jak mogę sobie wyobrazić.
Cokolwiek się stanie, bramka zawsze ma napięcie 3,3+ wolta. Kiedy TX-3V3 osiąga zero, V GS wynosi +3,3 – 0, co powoduje zamknięcie przełącznika i przeciągnięcie napięcia na TX-5V również do zera.
Gdy wejście po którejkolwiek stronie jest wysokie, nic się nie dzieje i obie strony są wysokie.