MOSFET als Schalter?

Kann "Output" auf der Grundlage von "Control" auf 0 V oder 12 V eingestellt werden?

Wird Drain und Source, wie es angeschlossen ist, ein Problem sein?

Der gezeigte Transistor ist ein P-Kanal-MOSFET, der als "High-Side-Schalter" wirkt. In der Regel wird ein N-Kanal-MOSFET-Low-Side-Schalter verwendet. Was Sie jedoch haben, funktioniert, wenn Sie dem Drain etwas hinzufügen, wie in diesem Bild des P-Kanal-MOSFET-Schalters von http: //www.electronics- tutorials.ws/transistor/tran_7.html :

Wenn die Steuerung auf "HI" geht, ist der MOSFET-Schalter auf "OFF". Wenn die Steuerung auf "LO" geht, wirkt der MOSFET als ein Schalter, der Drain und Source im wesentlichen kurzschließt. Dies ist zwar nicht ganz richtig, aber es ist eine enge Annäherung, solange der Transistor vollständig gesättigt ist. Das von Ihnen gezeigte Schaltbild kann also verwendet werden, um 12 V auf etwas umzuschalten. Der Ausgang wird jedoch nur dann mit 0 V verbunden, wenn ein Pull-Down-Widerstand verwendet wird, wie in der obigen Abbildung gezeigt.

Das entgegengesetzte Steuerungsszenario funktioniert für einen N-Kanal-MOSFET: LO-Steuerung schaltet den Schalter aus, HI-Steuerung schaltet den Schalter ein. Ein N-Kanal ist jedoch geeigneter als ein "LO-seitiger Schalter", der den Ausgang anstelle von VDD mit Masse verbindet, wie in diesem Bild eines N-Kanal-MOSFET-Schalters:

WICHTIGER HINWEIS: Die rote Linie zwischen Eingang und Masse ist lediglich eine Darstellung des Eingangs, der kurzgeschlossen wird, um einen 0-V-Eingang zu erhalten. Dies würde in keinem physikalischen Schaltungsaufbau enthalten sein, da es das Eingangssignal mit Masse kurzschließen würde, was eine schlechte Idee ist.

Der tatsächliche Spannungspegel, der bestimmt, ob der FET ein- oder ausgeschaltet ist, wird als Gate-Schwellenspannung bezeichnet. Sogenannte "Logikpegel-Gatter" arbeiten bei niedrigeren Spannungen, die in digitalen Schaltungen wie 1,8 V, 3,3 V oder 5 V üblich sind. Durch Überschreiten dieser Schwelle wird der Schalter zwar nicht vollständig ein- oder ausgeschaltet, der FET kann jedoch lediglich mit dem Leiten beginnen oder aufhören. Der FET sollte mit den im Datenblatt angegebenen Werten voll gesättigt sein, um ihn vollständig ein- oder auszuschalten.

Es ist auch üblich, am Gate des P-Kanal-MOSFET einen Pull-up-Widerstand (ca. 10 k) anzubringen, um ihn in unbekannten Zuständen ausgeschaltet zu halten. In ähnlicher Weise wird ein Pull-Down-Widerstand am Gate des N-Kanal-MOSFET verwendet, um ihn in unbekannten Zuständen ausgeschaltet zu halten.

Sie verwenden einen P-Kanal-MOSFET als High-Side-Schalter. Das ist gut. Die Richtung, in die Sie es verdrahtet haben, ist in Ordnung.

Solange "Control" 12V oder höher ist, ist der Schalter "off". Wenn die Spannung unter 10 V abfällt, beginnt der MOSFET zu leiten (die genaue Höhe des Abfalls hängt von der Vgs-Schwelle des Geräts ab).

Um eine Logikpegelsteuerung (0-5 V oder 0-3,3 V) zu verwenden, wird normalerweise ein Pull-up-Widerstand von Gate zu Source (z. B. 1 kOhm oder so) und ein Kleinsignal-N-Kanal-MOSFET zwischen dem verwendet Tor und Boden. Wenn das Signal in das Gate des kleineren N-Kanal-MOSFETs gelangt, öffnet es sich und zieht das Gate des P-Kanals nach Masse, wodurch der P-Kanal in Sperrrichtung leitend wird. (Es führt immer in die andere Richtung, also nicht die Klemmen vertauschen!)

Sobald das Gate des Kleinsignal-N-Kanals wieder auf Masse geht, hört es auf zu leiten; Die Eingangsspannung zieht das Gate des P-Kanal-MOSFET nach oben und der P-Kanal hört auf zu leiten.

Jemand fragte nach einem Schaltplan für die Schaltung zur Steuerung dieses P-Kanal-MOSFET mit Logikpegeleingängen.

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab}

Ich konnte nicht herausfinden, wie die Namen der Komponenten geändert werden sollen. Für den unteren N-Kanal-Umschalter wird normalerweise ein Signaltransistor wie ein BS170 benötigt. Sie können die Widerstände auch so einstellen, dass der Stromverbrauch im Verhältnis zum schnellen Schalten besser ist (die Stromwerte sind für schnelles Schalten ziemlich aggressiv; 10 kOhm funktionieren häufig). Die Fähigkeit des Ausgangs, auf 0 V angesteuert zu werden, hängt von der Last ab . Wenn die Last den Ausgang von sich aus auf 0 V herunterzieht, kann der Ausgang auf diese Weise zwischen 0 V und 12 V umgeschaltet werden. Wenn die Last rein kapazitiv ist, benötigen Sie einen Pull-Down-Widerstand zwischen Ausgang und Masse, wie Kurt zeigt.

Ein N-Kanal-MOSFET funktioniert, wie Kurt vorschlägt, nur, wenn er entweder am unteren Ende liegt oder wenn Sie eine Bootstrap- / Ladungspumpenschaltung verwenden, um die Spannung im Gate über die 12-V-Quellenspannung zu erhöhen. N-Kanal als "High-Side-Schalter" wird nur verwendet, wenn Sie einen Großteil Ihrer Schaltung herstellen (daher sind die Kosten für P-Kanal von Bedeutung) oder die Schaltung sehr verlustempfindlich ist (daher ist der niedrigere Rdson von N-Kanälen von Bedeutung).

Kann "Output" auf der Grundlage von "Control" auf 0 V oder 12 V eingestellt werden?

Ja, dies erzeugt 12 V, wenn die Steuerleitung "niedrig" ist, und wenn Sie einen Widerstand von 0 V vom Drain haben, wäre der Ausgang 0 V, wenn die Steuerleitung hoch (12 V) ist.

Die Steuerleitung muss mindestens 12 V aufweisen, um den FET auszuschalten (wodurch der Widerstand auf Masse gelegt wird, um den Ausgang auf 0 V zu ziehen) und zwischen 11 V und 6 V (typische Werte und abhängig vom FET), um den FET einzuschalten .

Wird Drain und Source, wie es angeschlossen ist, ein Problem sein?

Nein, das wird kein Problem sein