N-канальный MOSFET и падение напряжения

Вы получили большое количество полезной информации, связанной с заданным вами вопросом, и это поможет другим, кто прочитает эти ответы в будущем.

Тем не менее, вы тратите время людей и сбиваете с толку себя, потому что вы сказали, что, по вашему мнению, вам нужно сделать, чтобы решить вашу проблему, вместо того, чтобы рассказать своим людям, в чем ваша проблема. Хотя есть некоторое совпадение, ответы, которые были даны, в основном относятся к вещам, которые вы не пытаетесь делать. Хотя они в некоторой степени касаются того, что вы пытаетесь сделать, представленная вами диаграмма не имеет почти никакого смысла в большинстве контекстов и НЕ делает то, что кажется.

Урок: «Расскажите нам, что вы на самом деле пытаетесь сделать, и мы подскажем, как лучше всего это сделать».

Реальный вопрос: см. Таблицу данных Maxim DS1822 —
СТР. 5 — ПИТАНИЕ DS1822 и
стр. 6 ПИТАНИЕ DS1822 С ПАРАЗИТНЫМ ПИТАНИЕМ ВО ВРЕМЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

На соответствующей диаграмме ниже Vpu — это «слабая подтяжка», а FET — «сильная подтяжка».
Когда вывод Vdd заземлен, энергия источника питания может подаваться по линии DQ и храниться во внутреннем конденсаторе Cpp (паразитная мощность C). Во время большей части работы «паразитное» питание обеспечивает достаточный ток Ipp при приемлемом напряжении для питания ИС. Во время некоторых операций Ipp является недостаточным, и iC должен питаться либо от Vdd, либо от источника с более высоким током (см. техпаспорт на стр. 5). Во время этих сильноточных операций полевой транзистор включается для обеспечения дополнительного тока питания. Эта подача питания с низким сопротивлением фиксирует шину на высоком уровне и представляет, что она используется для передачи сигналов другими ИС на шине, поэтому «сильная подтяжка» разрешена только на тот период времени, который требуется.

ТАК:

Вам нужен полевой транзистор для подтягивания, вам нужен полевой транзистор с высокой стороной, эту потребность проще всего удовлетворить с помощью полевого транзистора с каналом P - все, как советуют другие.

Поскольку Vmicrocontroller (Vmcu) >= V1_wire_bus, полевой транзистор используется не как преобразователь уровня, а как переключатель источника питания на стороне высокого напряжения.

Выбор МОП-транзистора:

Подключение подходящего МОП-транзистора с каналом P, как показано на схеме, удовлетворит эту потребность. Многие полевые транзисторы сделают эту работу.

Rdson / Сопротивление: МОП-транзистор должен иметь достаточно низкое сопротивление = Rdson для выполнения задачи.
МОП-транзистора с падением напряжения 0,1 В при токе 2 мА, вероятно, будет достаточно
: Rdson = Vdrop / Iload =
= 0,1 В/2 мА = 50 Ом.
У вас возникнут огромные трудности с покупкой P-канального полевого транзистора с Rds = 50 Ом = обычно доступные полевые транзисторы обычно в 50–5000 раз ЛУЧШЕ (ниже Rdson), т.е. 1 Ом ниже, чтобы сказать 10 мОм. иметь OK Rdson

Рабочее напряжение затвора = Vth или Vgsth:
Vth или Vgsth должно быть << Vcpu.
т.е. μP (микропроцессор) должен легко управлять MOSFET.
Микросхема 3,3 В будет ТОЛЬКО работать с МОП-транзистором, где Vth = 3 В.
Работа будет лучше при Vgsth = 2,5В
и снова лучше при 2В. Опустить еще раз не помешает.

Vds_max > скажем, 10 В в порядке, а лучше 20 или 30 В. > 30 В в норме.
Ids_max настолько низок, что его можно встретить где угодно.

Ужасный BSS184 - техническое описание здесь стоит 20 центов за 1 в Digikey и делает свою работу достаточно хорошо. У Digikey и других есть много других, которые будут работать лучше, но здесь они не нужны.

Чтобы насытить драйвер NMOSFET верхнего плеча, вам необходимо поднять затвор как минимум до V _GS(th) выше желаемого напряжения источника. Поскольку типичное значение для этой части составляет 1,8 В, вы можете получить максимум 3,3 В - 1,8 В = 1,5 В или около того на источнике. Подумайте о переключении на PMOSFET, чтобы математика работала правильно для вашей ситуации.

МОП-транзистор управляется напряжением, приложенным между выводами затвора и истока.
Для N-MOSFET затвор должен быть более положительным, чем затвор.

Теперь давайте рассмотрим, что вы пытаетесь сделать.

Когда затвор заземлен, mosget выключен, поэтому ток через R5 отсутствует, а источник находится на уровне 0 В.
Когда вы подаете 3,3 В на затвор, вы применяете Vgs 3,3 В, НО, как только MOSFET начинает проводить, напряжение на источнике возрастает (становится более положительным), и по мере его повышения Vgs становится все ниже и ниже (поскольку Vgs ссылается на к источнику, а не к земле), пока MOSFET не достигнет баланса. Эта точка баланса связана с Vgs-th (поэтому она будет разной для каждого мосфета) и будет удерживать мосфет в полуоткрытом состоянии.
Есть две силы, которые удерживают этот баланс: если мосфет пытается провести больше, то источник станет более положительным, и Vgs уменьшится, если, с другой стороны, он попытается провести меньше, то Vgs увеличится.

Чтобы избежать этой проблемы с N-MOSFET в качестве переключателя на стороне высокого напряжения, вы должны либо использовать изолированный источник питания, который будет подаваться между истоком и затвором и добавлять к существующему напряжению, либо более высокое напряжение от того, который подключен к стоку. (если он недоступен, его можно сгенерировать с помощью схемы начальной загрузки).

В вашем конкретном случае лучшим решением является просто использование Pmosfet, как предложил Игнасио Васкес-Абрамс.

Что касается резистора затвора, то для статической работы он на самом деле не нужен (в отличие от быстрой ШИМ). МОП-транзистор ведет себя как конденсатор, его нужно зарядить, чтобы включить, и разрядить, чтобы выключить. Как только он включается (или выключается), он не потребляет ток. Емкость по даташиту около 1нФ.