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日志

NMOS+PMOS开关电路失效分析

已有 65 次阅读2017-3-25 23:11 |个人分类:工作总结|系统分类:模拟技术| MOS

MOS为电压控制电流的模式,BJT(三极管)为电流控制电流,因此MOS相比于BJT更常用一些。

最近一个项目用到了PMOS+NMOS作为开机信号,开机要求为高电平开机,最小电压为1.8V,耐压可达17V,为使可靠,选择5V左右(14V4通过100K和56K分压,设计者是这么想的)。但生产时发现此开机按键并不起作用,表现为按下开机按键和不按开机按键都是不开机。

说明:此处开机按键为拨动开关,按下时不开机,说明输出并不是高电平。

按下按键:通过万用表测量,发现前端PNP三极管的E极电压只有1V多一点。C极0.17V,R148前端14.4V正常。

实际电路如下:



画出其大概的等效电路,如上图草图,如不考虑三极管和NMOS导通时的压降,三极管C极电压应该为14.4x(1.5/100||1.5)=0.22V.但实际为0.17V左右。


查阅芯片CJX3439K手册如上(NMOS和PMOS参数对称),开启电压VGS最大为1.1V,最小为0.35V,而此NMOS G极电压为14.4与R105|R27分压的值,为5.2V,因此NMOS完全导通。由于三极管VCE=1.13-0.17,约为1V,此时三极管并未导通,处于放大状态,此时PMOS VGS<-0.17V,比最小开启电压0.35V还小,因此此时P-MOS处于关闭状态,所以R32=1.5K太小是导致此问题出现的原因,将R32换做100K后开机正常,PMOS良好导通,此时P-MOS G极电压为1.93V,实际测量值见上图。

三极管及MOS参数如下图:





此电路的优化:

整理整个电路的思路:要求低电平开机,即:按键按下时接地,整个开关电路输出为高电平,也即常用的反相器的作用。用一个PNP BJT或一个P-MOS即可实现,但此电路多余了一个NPN+PNP,有点冗余,考虑设计时还接入了远程开机方案,必须使用N-MOS+P-MOS(远程开机为高电平起作用),因此应保留P-MOS,修改后的电路如下:



N


路过

鸡蛋

鲜花

握手

雷人

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