Управление P-канальным полевым транзистором

[DmitryR]

Возник вопрос относительно управления P-канальным полевым транзистором.

Задача следующая, имеется постоянный сигнал 4-5 вольт, который в момент срабатывания схемы садится на землю. Этот сигнал необходимо инвертировать и усилить примерно до 9-12 вольт. Т.е. когда на входе 4 вольта, на выходе 0, и наоборот (на входе 0, на выходе 12).

Для этой задачи взял полевой транзистор P-канал (IRLML5103, у которого Gate Threshold Voltage = -1V). Проблема заключается в том, что я, видимо, не совсем понимаю схему управления P-канальным транзистором. Я думал, что если на затвор подам 0, то он откроется и на выходе будет +12, ну и если на затворе будет напряжение выше 1 вольта, то транзистор будет закрыт, по факту он всегда приоткрыт и на выходе висит +9 вольт. Я так понимаю дело в приложенном к затвору напряжению. Оно у меня 4 вольта относительно земли, и через подтяжку 10кОм к питанию, а должно быть завязано относительно истока.

Как правильно реализовать данную схему управления? И возможно ли тут будет обойтись без биполярного транзистора перед затвором?

Сама схема
%5burl=https://img.radiokot.ru/files/150464/medium/2zfk6ossiv.jpg%5d[/url]

P.S.
Это я читал
https://easyelectronics.ru/upravlenie-m ... ast-3.html

[Eddy_Em]

DmitryR, резисторы 240 Ом и 10кОм образуют делитель. И если на входе 0, то на затворе будет 0.29В. Возможно, этого хватает, чтобы держать транзистор "приоткрытым", хотя теоретически он должен от 8В уже закрываться.
Попробуй перерисовать схему, чтобы подтяжка до резистора 240 Ом была.
А еще непонятно, зачем у тебя сверху резистор 3кОм.

Последний раз редактировалось Eddy_Em Вт ноя 15, 2022 18:47:52, всего редактировалось 1 раз.

[Martin76]

Как правильно реализовать данную схему управления? И возможно ли тут будет обойтись без биполярного транзистора перед затвором?

Можно стабилитроном обойтись, но транзистор с общей базой лучше. Стабилитрон должен быть примерно на разность высокого уровня на управляющем входе и источника питания 12В. То есть 8,2 В пойдет. 4В хватит данному мосфету для полного открывания. Примерно так должно быть.

Р ключ.jpg

(106.07 KiB) Скачиваний: 86

[Eddy_Em]

P.S. Gate Threshold Voltage - это относительно истока. С твоим резистором в 3кОм при полностью открытом транзисторе на истоке будет немногим меньше 10В. Т.е. чтобы надежно закрыть транзистор, понадобится туда подать минимум 9В. В общем, 4В недостаточно, чтобы его полностью закрыть.
Ах да: когда он закроется, на истоке будет 12В, т.е. внезапно уже понадобится поднять напругу до 11В…

[DmitryR]

Eddy_Em,

Т.е. чтобы надежно закрыть транзистор, понадобится туда подать минимум 9В. В общем, 4В недостаточно, чтобы его полностью закрыть.

Т.е. как ни крути 4мя вольтами я его не закрою? В чем тогда смысл приставки ML в названии IRLML? Которая указывает на то, что это транзистор с логическим управлением.

Добавлено after 9 minutes 19 seconds:
Martin76,

Можно стабилитроном обойтись, но транзистор с общей базой лучше.

Т.е. примерно такую схему? только биполярный транзистор pnp

Вложения

2022-11-15_23-07-03.png

(39.81 KiB) Скачиваний: 78

[Eddy_Em]

DmitryR, ну вот пример с N-канальным, там понятней. Вешаем исток на землю. Если мы подаем на затвор больше порога, транзистор гарантированно полностью откроется. Чтобы полностью закрыть, нужно подать на затвор 0. Иначе может быть "чуть приоткрыт". Я сам периодически с P-канальными туплю, т.к. у них-то нужно измерять напряжения не от земли, а от истока (у N-канальных тоже, но там ведь исток уже на земле сидит, что и дезориентирует).
Предложенное Martin76 решение со стабилитроном вполне себе должно работать. Ведь на 8.2В - это уже туннельный, а не зенеровский. И у него ВАХ почти L(зеркально)-образная. А не как у зенеровских, где при уменьшении тока начинает плавно снижаться напряжение стабилизации.
Подаем на анод стабилитрона 0, на затворе возникает 8.2В, транзистор отпирается. Подаем на анод 4В, стабилитрон запирается и на затворе будут 12В - транзистор закроется.

[Динозавр]

DmitryR, ---Т.е. как ни крути 4мя вольтами я его не закрою---
В схеме Martin76, стабилитрон на 8-9 В закроет.

[DmitryR]

Динозавр, Eddy_Em, Martin76, Я может туплю, но правильно нарисовал?


По сути можно чем-нибудь сигнал инвертировать и дальше поставить N-канал полевик, но пока не придумал чем, кроме ОУ.

[Martin76]

Т.е. примерно такую схему?

Такую

151122.jpg

(225.33 KiB) Скачиваний: 88

Токи можно уменьшить. Через такую схему согласования можно десятками и сотнями вольт рулить с транзисторами, на такое рассчитанными и не забывать о рассеиваемой мощности на транзисторе VT1.

[Динозавр]

DmitryR, ---правильно нарисовал---
Резистор затвора уменьшить до 1 кОм (надёжней закроется),ток стабилитрона не превысит 4 мА.
Транзистор нарисован вверх ногами (сток-исток).

[electroget]

DmitryR писал(а):

И возможно ли тут будет обойтись без биполярного транзистора перед затвором?

Нет, невозможно. Потому что у вас нагрузки в обеих цепях, нормально закрыть транзистор невозможно.

[Eddy_Em]

Для надежности ВАХ стабилитрона нужно посмотреть, да и просто на стенде проверить. А то если у него при токе в 0.5мА будет напряжение стабилизации 7.5В, получится, что на затворе будет 11.5В вместо 12, т.е. транзистор будет "приоткрыт". Тогда придется снижать сопротивление шунта стабилитрона.
Возможно, что без транзистора (n-канального мосфета или биполярника) и не обойтись.
По крайней мере, если мне нужно открывать/закрывать p-канальный микроконтроллером, я ставлю промежуточный буфер из n-канального.

[DmitryR]

Посидел подумал, идея со стабилитроном может и имеет смысл, но исходя из того, что я могу условно гарантировать управляющее напряжение 4-5 вольт (это не выход мк), есть риск ошибиться с параметрами и получить приоткрытый транзистор (примерно как и написал Eddy_Em). Плюс к этому я не знаю какой ток может дать эта линия с 4-5 вольтами, подозреваю, что для управления транзистором хватит, но насколько я понимаю, если поставить pnp транзистор, то для того, чтобы держать его закрытым, надо чтобы через базу постоянно шел ток база-эмиттер, т.е. на линии будет постоянно нагрузка порядка 10мА.

Исходя из этого подумалось мне сделать на оптопаре. Я точно знаю, что на линии напряжение 4-5 вольт и при срабатывании линия садится на землю. Т.е. если записать светодиод напряжением меньше 4 вольт и подпереть его катод этим самим сигналом, то в штатном режиме ток через светодиод течь не должен, а когда линия сядет на землю, то потечет. Схему прикладываю, пока еще не проверял, может у кого есть мысли относительно работоспособности такого варианта?

[electroget]

DmitryR,
Вариант с оптроном вполне рабочий и хороших оптронов сейчас полно, только нужно изначально правильно определится с вариантом включением оптрона, инвертирующим или неинвертирующмим..

[DmitryR]

electroget, Я так понимаю, инвертирующий и не инвертирующий это относительно подключения к транзистору, мне необходим инвертирующий, когда на входе 4-5 вольт, на выходе 0, на входе 0, на выходе 12 вольт, ну т.е. как на рисунке

[electroget]

DmitryR,
Ваш рисунок нарисован неправильно. На аноде светодиода +2,5В, а на катоде +4-4,5 В. В таком включении оптрон никак не будет работать: ни инвертирующе ни неинвертирующе. Светодиод всегда будет заперт обратным напряжением.
Для того чтоб оптрон работал в неинвертирующем включении (высокий уровень сигнала на входе - высокий уровень сигнала на выходе), катод светодиода должен быть подключен к "земле", а на анод через токоограничительный резистор на 220-240 Ом должно подаваться + 4-4,5 В. Тогда при подаче напряжения светодиод заработает, откроет фототранзистор и на резисторе в цепи эмиттера фототранзистора появятся 12 В.

[vlasovzloy]

А чо ты уперся именно в полевик? Пнп транзистор нормально там будет работать

[DmitryR]

electroget, Так в этом же и идея, что когда на линии (катоде светодиода) 4 вольта, он не светится, транзистор закрыт. Когда на катоде будет ноль (линия сядет на землю) светодиод будет светиться, а транзистор откроется и на выход пойдет 12 вольт. Инвертирующий режим

vlasovzloy, да на самом деле фиг знает, предпочитаю полевики, но тут уже даже и не знаю, надо посмотреть как управляется pnp, может и поставить его туда

[mickbell]

vlasovzloy писал(а):

Пнп транзистор нормально там

В верхнем ключе?

vlasovzloy писал(а):

будет работать

Что поленом по сове, что совой по полену. Без второго транзистора, опторазвязки или хотя бы стабилитрона как-то не очень - что мосфет, что биполярный.

[electroget]

DmitryR,
Ну, вам виднее.