Hallo,
ein p-Mosfet soll für einen Schaltungsteil die 5V Spannungsversorgung zu
und wieder abschalten. Zum Schalten des Gates steht ein µC zur
Verfügung, dessen Ausgangsspannung 3V3 beträgt.
Eine Lösung mit einem Inverterglied (insgesamt 2 zusätzliche R + 1
n-Mosfet) habe ich zwar, würde diese Bauteile aber liebend gerne
einsparen und einen p-Mosfet direkt schalten können (Bestückungskosten
einsparen).
V_GS(th) sollte also kleiner sein als -1,7V. Finde dazu aber leider gar
keinen passenden. Transistoren die passen könnten, streuen bei der
Schaltspannung über diesen Wert, viele Gesichtete liegen bei V_GS(th)
bei -0,7V bis -1,5V.
Gibt es solch einen überhaupt?
Max schrieb:> ein p-Mosfet soll für einen Schaltungsteil die 5V Spannungsversorgung zu> und wieder abschalten. Zum Schalten des Gates steht ein µC zur> Verfügung, dessen Ausgangsspannung 3V3 beträgt.
Mit 0V/3.3V kann man 5V nicht einschalten, denn das Gate des MOSFETs
sieht in Bezug auf dessen Source entweder 1.7V oder 5V, und müsste bei
1.7V definiert aus sein und bei 5V definiert ein sein (mit lustigen
Effektn wenn die 5V und 3.3V noch nicht anliegen).
Selbst ein BS250 sperrt bei 1.7V nicht sicher (und hätte immer noch 1mA
Stromfluss).
Du brauchst also so oder so einen Pegelwandler der aus 3.3V/0V saubere
0V/5V macht, per NMOSFET und pull up an 5V.
Grundlagen Leute, Grundlagen.
LogicLevel PMOSFET: IRF7416 (SO8), IRLML5203 (SOT23), BSS84 (SOT23)
FDN338 (Fairchild SOT23 1.3A 20V @ -2.5V)
Wenn es das gäbe wäre es höchst unzuverlässig, weil die Gate-Schwellen
temperaturabhängig sind. Mosfets mit niedriger Schwellspannung haben
ausserdem bei UG-S =0V immer noch beträchtliche Leckströme. Ich weiß
nicht, wieviel Du da in Kauf nehmen willst.
1-Bauteil-Lösungen sind mir da nicht bekannt.
Du könntest mal unter "High-Side-Switch" googeln oder bei einem großen
Händler nachgucken. Ob das Deine Schwellenwerte erfüllt, weiss ich aber
nicht. Ausserdem teuer.
Lösungen mit mehreren Bauteilen, Z-Diode (431) bipolare Transistoren
etc. kannst Du Dir vermutlich selbst ausdenken?
Lass Die Masse bei Minus und schalte die Plus-Leitung. Meiner Erfahrung
nach führt das sonst zu Komplikationen, ausser bei Lüftern Lampen und
sonstigen passiven Leistungsverbrauchern.
Max schrieb:> Zum Schalten des Gates steht ein µC zur> Verfügung, dessen Ausgangsspannung 3V3 beträgt.
Kannst du den Ausgang auch als OpenCollector konfigurieren? Dann reicht
ein Pullupwiderstand aus.
Wie ist denn das Verhältnis zwischen Ein- und Aus-Zeit, IAW: Wieviel
Eigenbedarf kann die Schaltstufe haben?
Muss der µC sich selber den Saft abdrehen?
Wieviel Strom musst du schalten?
Darfst du statt einem modernen P-Kanal-FET auch einen altmodischen
PNP-Bipolar-Transistor (Jehova! Jehova!) verwenden?
operator schrieb:> Kannst du den Ausgang auch als OpenCollector konfigurieren? Dann reicht> ein Pullupwiderstand aus.
Vorsicht: Viele µC's haben an jedem Pin (ESD-Schutz-)Dioden nach VCC und
GND. Da reicht nicht einfach eine Umschaltung zwischen "Eingang" und
"Ausgang-Low" als "OpenCollector-Simulation", man gewinnt nur ca. 0.5V
"nach oben".
Am AVR wäre meines Wissens der einzige wirklich hierfür geeignet PIN der
Reset-Pin, wenn man ihn per RSTDSBL wegfused. Der hat nur eine Diode
nach GND, keine nach VCC.
Vergiss die Treshold, das ist eine wertlose Marketinggeschichte. Da
leitet der FET gerade mal so ein paar µA.
Nimm deine Spannung am Gate, und schau, wieviele mOhm er da hat.
Diagramme sind ja im Datenblatt.
Wie aber andere schon geschrieben haben, mit 3V3 5V schalten mittels
PMOS geht nicht so toll.
Schau dir mal folgendes an, das geht vermutlich besser:
http://www.mouser.com/ProductDetail/Micrel/MIC2005-05YM6-TR/?qs=aiLzH1moG30OW3eYyRz4Vg%3D%3D
Die sind dazu kurzschlussfest und können sehr gut kapazitive Last
schalten (Slew-Rate-Control), was wichtig ist, wenn man Kapazitäten in
eine geregelte Spannung schalten will. Die macht sonst einen Satz und
dein µC einen Brown out.
FETs gäbs schon brauchbare für 3V3:
PMOS : IRLML6402
NMOS : IRLML2502
Beide schaffen 1A, auch mit nur 3V3 am Gate. Mit dem 2502 sogar mit 2V5,
wenns sein muss.
Gibt aber sicher bessere, der genannte ist ja nicht der Jüngsten, aber
man bekommt sie bei Reichelt.
Max schrieb:> ein p-Mosfet soll für einen Schaltungsteil die 5V Spannungsversorgung> zu und wieder abschalten.
Vielleicht wäre ein "Bipo" an dieser Stelle ja besser geeignet.
Danke erst einmal für den vielen Input.
Der µC schaltet ein Messmodul (HC-SR04). Anfangs war der Teil dafür
gedacht, die verzögerte Einschaltung des Messmoduls umzusetzen. Da das
Teil aber anscheinend auch Probleme hat wenn kein Messobjekt in
Reichweite ist, werde ich das Modul nach jeder Messung einmal ab und
wieder zuschalten (4x je Sekunde, Verhältnis 0,3s/0,2s).
Einen Bipolartransistor möchte ich ungern einsetzen, da die Schaltung
mit Batterien läuft und entsprechend möglichst effizient laufen soll.
Geschaltet werden knapp 20mA.
Der Micrel2005 liegt leider vom Preis weit über der jetzigen Lösung.
Wäre die Zusatzbeschaltung nicht, wären die Schalt-IC sogar interessant.
Was mich gerade ein wenig verwirrt: Bsp: der vorgeschlagene IRLML6402.
An der Source liegen 5V an, am Gate 3V3 oder 0V, d.h. VGS = -1,7V oder
-5V. Laut Datenblatt schaltet der Transistor irgendwo zwischen VGS =
-0,4V und -1,2V. Diesen Schaltwert erreiche ich direkt doch aber gar
nicht?!
Max schrieb:> Laut Datenblatt schaltet der Transistor irgendwo zwischen VGS => -0,4V und -1,2V. Diesen Schaltwert erreiche ich direkt doch aber gar> nicht?!
Ab der Spannung fängt er an durchzuschalten. Das ist kein Relais, der
Mosfet hat auch einen linearen Bereich.
Schau ins Datenblatt, richtig durchgeschaltet ist er erst später. Rdson
wird z.B. für Ugs = -4,5V angegeben, also genau für ein Low an deinem
µC.
Aber du brauchst einen Pegelwandler, dass du sicher die 5V am Gate hast
wenn er sperren soll. Und das auch wenn dein µC seine Beinchen noch
hochohmig hat wegen Reset oder sogar wenn der µC keine Spannung hat.
operator schrieb:> Max schrieb:>> Zum Schalten des Gates steht ein µC zur>> Verfügung, dessen Ausgangsspannung 3V3 beträgt.>> Kannst du den Ausgang auch als OpenCollector konfigurieren? Dann reicht> ein Pullupwiderstand aus.
Nicht, wenn der Portpin eine Schutzdiode nach Vcc hat, was meistens der
Fall ist...
Max schrieb:> Unbenannt.JPG
Die Schaltung ist besser,
aber du solltest dir mal die Diode im BSS138 ansehen
R13 ist SEHR hochohmig, nimm lieber 10k-100k, R14+R15 ist eher
überflüssig, nimm 0 Ohm.
Max schrieb:> d.h. VGS = -1,7V oder -5V.
Ja.
> Laut Datenblatt schaltet der Transistor irgendwo zwischen> VGS = -0,4V und -1,2V.
Ja, zumindest ist er unterhalb der Spannung gut gesperrt,
(richtig gut leiten tut er erst beim doppelten, egal)
> Diesen Schaltwert erreiche ich direkt doch aber gar nicht?!
Daher funktioniert deine ursprüngliche IDee ja auch nicht,
der MOSFET wäre ist immer eingeschaltet.
R13 hatte ich zwischendurch schon auf 470k halbiert, moechte im
leitenden Zustand vom n-Mosfet nur moeglichst wenig Energie verbraten.
Warum kann ich auf die Gatewiderstaende verzichten? Damit sind doch
hoehere Schaltfrequenzen zu erwarten.
Was soll mit der Diode vom n-Mosfet sein? Ich kann da leider nichts
entdecken.
Servus,
wenn der FET nicht dauerhaft eingeschaltet bleiben muss, kannst Du das
Gate auch kapazitiv an den µC koppeln und so den DC-Pegel verschieben.
Die gezeigte Schaltung ist ein Ausschnitt und die Bauteile müssen ggf.
anders dimensioniert werden. Evtl. auch noch eine Diode parallel zum
Widerstand (Anode an Gate).
Max schrieb:> moechte im> leitenden Zustand vom n-Mosfet nur moeglichst wenig Energie verbraten
Bei 20mA sonstigem Stromverbrauch ?
Fallen 50-500uA ja wohl kaum auf.
Max schrieb:> Was soll mit der Diode vom n-Mosfet sein? Ich kann da leider nichts> entdecken.
Man kann doch nicht alles vorplappern, Grundlagen musst du schon selber
verstehen lernen.
