Понимание «идеального» диода, сделанного из p-канального MOSFET и транзисторов PNP

Модели Raspberry Pi B+ имеют схему защиты между разъемом USB и сетью 5V на плате. Они рекомендуют установить аналогичную схему защиты на Pi HAT перед «обратным питанием» pi через его заголовок GPIO вместе с полифузом. Я понимаю, почему это рекомендация, но я хотел бы узнать больше о том, как работает эта схема.

Я немного поискал, прежде чем опубликовать этот вопрос, и нашел информацию об использовании полевого МОП-транзистора в качестве диода с низким падением напряжения, но все они имели затвор, подключенный непосредственно к земле, без пары PNP и резисторов. Что они делают для этой схемы? Кроме того, это в основном использует диод тела? В таком случае, какова соответствующая информация в техническом описании, которая квалифицирует DMG2305UX для этого приложения? В других цепях, которые я нашел, Rdson и Vgsth оказались низкими, совместимыми со схемой, и соответствующими характеристиками.

«идеальный» защитный диод

Ваша схема действительна. Я использовал ее версию с транзистором и диодом, которую я назвал FIODE. Ваша схема хороша для LV, а моя схема хороша для HV. Есть много причин, почему вы лучше с этим, чем старые ворота на землю.
@Autistic, будь смелым и опубликуй причины, почему это (и твое) лучше.
Это хорошо. Массив транзисторов, который представляет собой SMD, будет хорошо подобран для VBe. Моя схема имеет сквозные части и лучше подходит для высоких вольт. Для низких вольт массив SMD является наиболее разумным.

Ответы (1)

Идея транзисторов такова:

  • Если левый низкий уровень, а правый высокий, R2 (и левый транзистор немного) будет отрицательно смещать базу правого транзистора, позволяя ему подтолкнуть затвор к нужному напряжению; закрытие канала полевого транзистора, и диод корпуса также заблокируется.
  • Если правый низкий уровень, а левый высокий, переход be левого транзистора будет работать как диод и подтянет базу правого транзистора достаточно высоко, чтобы закрыться, позволяя R3 перевести затвор в низкий уровень, открывая транзистор. Первоначально правая сторона начнет получать питание от диода корпуса, но довольно быстро низкое сопротивление канала возьмет верх, что приведет к очень низкому падению.

Таким образом, левый транзистор действует как согласованный диод для правого транзистора. Точные значения компонентов могут немного зависеть от выбранной согласованной пары MOSFET и PNP. Подобные трюки доступны и другими способами, но этот самый известный.

Если вы привяжете затвор MOSFET непосредственно к земле, например:

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Вы фактически создаете постоянное подключение, возможно, с некоторым измененным поведением при запуске. Обычно такое поведение при запуске улучшается с помощью конденсаторов и/или резисторов на пути затвора.

Потому что, если левый высокий, а правый нет, правый будет поднят внутренним диодом, тогда исток станет выше затвора, что приведет к включению полевого транзистора. Если правый становится высоким, исток сразу поднимается относительно затвора, и снова включается полевой транзистор. Не так много для действия диода.

В любом случае обычно вы ищете полевой транзистор с очень низким сопротивлением во включенном состоянии, по крайней мере, на 10–20 процентов ниже минимального рабочего напряжения. Поэтому, если вы используете его на 3,3 В, вам нужен полевой транзистор, который полностью включается при напряжении 2,5 В или около того, что, вероятно, будет означать пороговое значение 1,2 В или меньше, но это зависит от таблиц данных.

Обычная версия идеального диода только на полевых транзисторах использует N-канальную часть с истоком на входе питания и стоком на нагрузку...
@ThreePhaseEel AFAIK Для верхней стороны, для которой потребуется привод напряжения затвора выше уровня источника (т. Е. Драйвер, как на cds.linear.com/docs/en/datasheet/4357fd.pdf со встроенным насосом заряда) или какой-то обман вокруг очень тщательно выбранного типа истощения (проблема прямо здесь!), Ни одно из которых не является решением с одним полевым транзистором. (и дизайн P-типа в OP, вероятно, превзойдет дурачество с истощением по масштабу усилий и результатов во всех мыслимых ситуациях)
Возможно, ты прав. Позвольте мне раскопать документацию по этому...
На самом деле, вы правы в том, что PFET является нормальным случаем для верхней стороны, но я сомневаюсь в вашем объяснении, поскольку необходимо действие диода, когда левый уходит под землю (то есть ворота), а не когда левый обесточен и справа над землей.
Хотя я никогда не говорил, что действие диода необходимо во время нормальной работы, просто объясняя, что оно есть, я (просто) опустил его, поскольку он необходим только в случае обратного включения-пиков и тому подобного.
Понимание «идеального» диода, сделанного из p-канального MOSFET и транзисторов PNP
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 7v