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P沟道MOS管做开关电路用途

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MeterLeader|  楼主 | 2020-12-8 13:43 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
MOS管, 开关电路, 控制, 栅极, 三极管
请问达人，P沟道MOS管在做开关电路应用时，为什么要额外用另一个MOS管或者三极管来控制P沟道MOS管的栅极？为何不能直接将控制信号直接连接到P沟道MOS管的栅极，直接控制P沟道MOS管的开关？

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chunk 2020-12-16 04:52 回复TA
@MeterLeader : 当然，就你这个实例而言，由于Q12是个反向器，两种方案的控制逻辑不同，不是一个可以简单互相代换的方案。软件上，是不是可以考虑先读取MCU_Control的电平，以此判断外部是接了R39/R42还是接了0欧电阻和R32/R28呢？你在仔细琢磨一下。 
chunk 2020-12-16 04:42 回复TA
@MeterLeader : 在PCB面积足够的情况下，同时设计两组方案的步线在生产时择其一焊接，这是个很好的思路，那些干维修工作的尤其喜欢这种设计。 
chunk 2020-12-16 04:33 回复TA
@MeterLeader : 我没有在实际产品中用过PMOS电源开关，但是若MCU_Control输出高电平可以达到+VCC的话，我会首先尝试第2个图，不要Q12。或者在MCU_Control端和R32下端之间加一个0欧电阻，在焊接的时候选择是焊上0欧电阻还是焊上R39/R42/Q12。 
MeterLeader 2020-12-12 23:36 回复TA
@chunk ：那么这个时候我们就要看MCU_Control比+VCC到底低多少？无非是两种情况 (1)+VCC - MCU_Control < VTH:：沟道被夹断，无电流； (2)+VCC-MCU_Control ≥ VTH： 沟道开启，至于开启什么程度，电流多大，沟道电阻多大就得依据+VCC-MCU_Control而定 所以，我一开始就假设MCU_Control高电平和+VCC相等的情况下，低的话还用说； 也同时是我赞同戈工所说的“MOS管用作开关，ON状态要保证..."抽象说法  
chunk 2020-12-10 09:38 回复TA
如果MCU_Control输出高电平时电压值低于+VCC会怎样？ 

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沙发
戈卫东| | 2020-12-8 13:50 | 只看该作者
这种有时候叫“高边开关”。它所控制的电压，远高于MCU的工作电压，MCU不能直接控制栅极。

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板凳
tianxj01| | 2020-12-8 14:06 | 只看该作者
P沟道MOS管截止时候，栅极电压必须是被开关的这个回路电压，当这个回路电压超过控制电压时候，如果直接用控制信号去驱动栅极，则P MOS管就无法正确截止。
当然，当驱动电压＞被控制回路电压时候，则直接控制栅极是完全可行的。例如被开关的电压是5V的，控制信号也是5V的时候。

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地板
MeterLeader|  楼主 | 2020-12-8 14:20 | 只看该作者
戈卫东 发表于 2020-12-8 13:50
这种有时候叫“高边开关”。它所控制的电压，远高于MCU的工作电压，MCU不能直接控制栅极。 ...

这正是我所不能理解的地方。请问下，按照数据手册描述，控制信号满足VGS条件，MCU驱动高/低电平为何不能直接控制栅极？
VGS(TO)： -1.9V

能否从沟道控制，电荷传输的角度解惑下下，谢谢！

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5楼
MeterLeader|  楼主 | 2020-12-8 14:23 | 只看该作者
本帖最后由 MeterLeader 于 2020-12-8 14:26 编辑
tianxj01 发表于 2020-12-8 14:06
P沟道MOS管截止时候，栅极电压必须是被开关的这个回路电压，当这个回路电压超过控制电压时候，如果直接用控 ...

对，我的问题正是，我现在假设+VCC和控制信号MCU_Control高电平电压水平一致，那能直接用于驱动栅极吗？

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6楼
tianxj01| | 2020-12-8 14:25 | 只看该作者
MeterLeader 发表于 2020-12-8 14:23
对，我的问题正是，我现在假设+VCC和控制信号高电平电压水平一致，那能直接驱动栅极吗？ ...

当然可以............
前提是控制信号幅度不能超过PMOS管栅极耐压。。。。

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7楼
戈卫东| | 2020-12-8 14:29 | 只看该作者
MOS管用做开关，ON状态要保证VGS远大于VTH值，OFF一般要VGS=0。高边开关一般直接控制并不能保证这两个状态，如果能保证直接控制栅极也可以。

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8楼
MeterLeader|  楼主 | 2020-12-8 14:33 | 只看该作者
tianxj01 发表于 2020-12-8 14:25
当然可以............
前提是控制信号幅度不能超过PMOS管栅极耐压。。。。

问题是我所看到的P沟道MOS管做电源开关电路，我现在的公司以前的公司；问了两同事他们以前的公司，全部都是MOS+MOS，或者MOS+ BJT的组合，还没看到过单独用P沟道MOS管做开关的。当然有的是为了电压匹配的需要(控制与受控源)。

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9楼
戈卫东| | 2020-12-8 15:16 | 只看该作者
有时候是为了适配控制信号极性。直接控制和加一只管子极性是相反的，如果控制信号无法改变，就有可能必须加一个三极管或MOS管。

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10楼
tianxj01| | 2020-12-8 15:34 | 只看该作者
MeterLeader 发表于 2020-12-8 14:33
问题是我所看到的P沟道MOS管做电源开关电路，我现在的公司以前的公司；问了两同事他们以前的公司，全部都 ...

这就是设计的技术员所需要关心的问题了。
类似…5V对5V的控制，一般采用的P 管，开启电压都是很低了那挡，所以直接驱动就可以了，不但减少器件的使用，而且，还能简单的通过电阻、二极管开控制开启和关闭的速度，最为灵活。同时5V的控制电压，几乎所有的MOS管栅极都是安全电压，当然就不需要再用稳压管来钳制栅极安全电压范围。

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11楼
MeterLeader|  楼主 | 2020-12-8 16:03 | 只看该作者
戈卫东 发表于 2020-12-8 14:29
MOS管用做开关，ON状态要保证VGS远大于VTH值，OFF一般要VGS=0。高边开关一般直接控制并不能保证这两个状态 ...

恩，虽然比较抽象，但是这个道理。

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12楼
MeterLeader|  楼主 | 2020-12-8 16:04 | 只看该作者
非常感谢两位的解惑，谢谢！

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13楼
MeterLeader|  楼主 | 2020-12-12 23:41 | 只看该作者
caosix 发表于 2020-12-9 13:46
是啊， 除非你的 MCU 的 高电平 高于 总输入 。

否则，你的 P-MOS 一直都是 导通状态的 。 ...

为什么非要高呢，等于呢？如果说VTH=1.9V， 当MCU高电平等于受控源电压，这个时候沟道夹断的还不够吗？

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14楼
HuRG| | 2020-12-14 10:15 | 只看该作者
戈卫东 发表于 2020-12-8 13:50
这种有时候叫“高边开关”。它所控制的电压，远高于MCU的工作电压，MCU不能直接控制栅极。 ...

正解

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