关于NMOS用法请教

只看该作者 · 2014-11-16 14:28

本帖最后由 kseeker 于 2014-11-16 14:31 编辑

用途就是3.3V转5V，很基本的东西，电路如图：
https://bbs.21ic.com/forum.php?mod=attachment&aid=MzY1MDkwfDQ4Mzg0NWI5YmI1ODMzYzc0YjRlMjIyMzRjMmFlY2E5fDE3MzI2MzEzNDg%3D&request=yes&_f=.png

现在搞不清楚的问题是，RD4和R10是否必要。原则上说，保险起见，这两个都加上当然好，不过如果能去掉也确实省不少事。
R10的作用应该就是限流，目前用类似的电路驱动液晶屏背光，不加R10倒是能正常用。当然背光切换不会很频繁，而用作一般数据传输的话，可能会以几K到1M之间的频率开关，时间长了会不会出问题，可能性有多大？
个人理解，这个问题应该与NMOS的电容以及IO口的上升/下降速度有关。按照单片机应用常见的情况（几兆到几十兆的频率），IO允许电流不超过10毫安，通过NMOS的电流不超过几十毫安，有没有简单的结论？
另外，对于RD4，如果设备一上电就给IRQ3V一个确定的电平，并且信号线很短（最多几厘米），是否可以去掉RD4。

3万 · 2014-11-16 14:34

下拉电阻最好加一个，你看很多半桥驱动芯片，内部都会集成下拉电阻；
你啥都不接，手放在附近，有可能会误导通；

只看该作者 · 2014-11-16 15:26

mmuuss586 发表于 2014-11-16 14:34
下拉电阻最好加一个，你看很多半桥驱动芯片，内部都会集成下拉电阻；
你啥都不接，手放在附近，有 ...

我是这么想的：
正常工作时，单片机会给出一个确定的控制信号，这时即使没有下拉电阻也应该是可靠的，不会出现误导通，毕竟单片机接口输出低时的电阻是非常小的。如果单片机休眠，用于控制的信号脚被浮空，但设备仍然上电，那误导通确实是个问题，比如背光自己亮了，喇叭自己响了什么的。
但如果设备和单片机同步的上电，这又是一个输入信号，情况就不太一样。因为在单片机初始化完毕前，一般不关心导通与否。比如这里用于将中断信号从3V转5V，单片机启动完毕前是不会读取5V的IRQ信号的。只是IO口初始化完毕前，IRQ_5V的引脚处于浮空输入状态并被接入一个不确定的电平。这肯定是不好的，但个人觉得，这种情况在启动过程中应该是比较常见的，应该不至于出什么问题。
断电后，不加下拉电阻，整根信号线好像就浮空了。但毕竟信号线另一头接着单片机，这种情况算是浮空吗？会使得系统更容易受损吗？

1万 · 2014-11-16 16:51

本帖最后由 zyj9490 于 2014-11-16 16:53 编辑

输入接的是MCU端口，采用PP，或OD完全可以取消RD4，R10的作用是为了防振铃，要保持，对前级来说是容性负载，加上线上的电感，产生振铃。加R10，降低Q值，平稳过渡。这里我没有考虑糸统启动时要求的确定的状态的情况。

只看该作者 · 2014-11-16 17:22

zyj9490 发表于 2014-11-16 16:51
输入接的是MCU端口，采用PP，或OD完全可以取消RD4，R10的作用是为了防振铃，要保持，对前级来说是容性负载 ...

谢谢你解释。
关于下拉电阻，PP可以理解，但OD的情况下应该配合上拉电阻用吧？
关于R10，以前我看的解释都是用于限流，没有提到振铃的问题。
从防振铃的方面考虑，R10一般应该多大比较好？
从振铃角度考虑的话，R10相当于用来阻抗匹配吧？如果速度不高，还需要考虑振铃吗？我接触的频率最高的是液晶屏的信号线，大概几十M，没有考虑过振铃的问题，工作暂时没发现问题。市面上的开发板在这个频率下也没见到加电阻的。
这次用到NMOS来转换电平，一个是SPI的MISO线，工作在9M以下，一个是偶尔发生的中断信号，MCU在16M工作，还要花好几个周期进中断函数。信号线长度只有几个厘米，在采样时信号应该是肯定能稳定下来。还需要考虑振铃吗？
目前最关心的是有没有损坏器件的可能。我的应用里偶尔死机或数据出个错还可以接受，但烧了原件就不好了。

1万 · 2014-11-16 17:28

kseeker 发表于 2014-11-16 17:22
谢谢你解释。
关于下拉电阻，PP可以理解，但OD的情况下应该配合上拉电阻用吧？
关于R10，以前我看的解释 ...

OD是必须要加上拉电阻的，如果上M的信号一般不会OD来驱动MOS管的，那个电阻以100欧为上限为佳，在低压下不会损坏器件的，最多是数据错误而已（高速状况下）。

3万 · 2014-11-16 19:10

kseeker 发表于 2014-11-16 15:26
我是这么想的：
正常工作时，单片机会给出一个确定的控制信号，这时即使没有下拉电阻也应该是可靠的，不 ...

MCU刚上电的时候，处于浮空状态，有些高阻状态，瞬间还是会导通的；

-660 · 2014-11-20 16:38

3.3V转5V 的通信应该是这样子的：

如上图所示，是 MOS-N 场效应管双向电平转换电路。
双向传输原理：
为了方便讲述，定义 3.3V 为 A 端，5.0V 为 B 端。
AB：
A端输出低电平时（0V）  ，MOS管导通，B端输出是低电平（0V）
A端输出高电平时（3.3V），MOS管截至，B端输出是高电平（5V）
A端输出高阻时（OC），MOS管截至，B端输出是高电平（5V）
BA：
B端输出低电平时（0V）  ，MOS管内的二极管导通，从而使MOS管导通，A端输出是低电平（0V）
B端输出高电平时（5V）  ，MOS管截至，A端输出是高电平（3.3V）
B端输出高阻时（OC），MOS管截至，A端输出是高电平（3.3V）

-660 · 2014-11-20 16:38

此电路我已经应用过了，验证通过

只看该作者 · 2014-11-22 01:02

本帖最后由 kseeker 于 2014-11-22 01:16 编辑

tokuhou 发表于 2014-11-20 16:38
3.3V转5V 的通信应该是这样子的：

如上图所示，是 MOS-N 场效应管双向电平转换电路。

谢谢回复。还没见过这样的方案，相当巧妙。A到B方向容易理解，但B到A方向，B端输出5V或OC时，为什么A端会是3.3V呢？
我理解的这时A端是个不确定的状态。是不是3.3V这边也必须是上拉输入？
如果AB两端的引脚都是带上拉电阻的开漏输出，我理解这个电路可以做到
“AB两端任意一端输出0，则两端都看到0，两端都输出高则两端看到的都是相对于自己的高电平”这种效果。
这样理解对吗？

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