High-Side-Schalter mit p- und n-MOSFET

[Mark B. (Gast)]

Hallo zusammen,

ich möchte mittels uC die Spannungsversorgung anderer IC's ( uC, 
Speicher etc. ) schalten. Dazu möchte ich einen p und n MOSFET wie in 
der Schaltung gezeigt verwenden. Wobei ich mir aber nicht sicher bin ist 
die Dimensionierung der Widerstände R33 und R34.

Der maximale Strom am Verbraucher soll 300 mA betragen und die 
Versorgungsspannung ist variabel von 1,8V bis 6V.

Der p-MOSFET ist: PMV75UP von NXP ( Vgs: -1,3V = Rds: ca 0.2 Ohm )
Der n-MOSFET ist: NX3008NBK von NXP ( Vgs: 2,5V , Ids: 0.1A = Rds: ca 
1.4 Ohm )

Für R34 hätte ich 3,3k oder 4k gewählt, aber wie ich R33 bestimmen soll 
hab ich keine Ahnung. Kann mir da jemand einen Tipp geben ?

Mark

[Andreas H. (ahz)]

Mark B. schrieb:
> Kann mir da jemand einen Tipp geben ?

Der simple Trick ist: Du solltest Deine Schaltung verstehen (kein Witz).
Erkläre bitte mal, WIE die Schaltung funktionieren soll.
Wenn das einigermassen passt, dann kommst Du auch schnell dahinter, 
welche Funktion Dein R33 hat.
Und dann ist es bis zum festlegen eines Wertes nicht mehr weit.

HtH
Andreas

[Mark B. (Gast)]

ok, der P-MOSFET soll die Last schalten. Der N-MOSFET dient dazu die 
negative Vgs zu erzeugen. Ist der N-MOSFET geschlossen, ist die Vgs an 
dem P-MOSFET 0 und dieser geschlossen. Ist der N-MOSFET durch 
geschalten, wird die Vgs am P-MOSFET negativ und dieser schaltet durch. 
R33 dient dazu einen Spannungsabfall zu erzeugen, sodass am P-MOSFET 
eine negative Vgs entstehen kann.

Die Frage war ein wenig blöd formuliert. Die Größe von R33 beeinflusst 
den Strom zum Gate von dem P-MOSFET und damit dessen "Schließung". Je 
größer R33 ist, desto länger dauert es bis der P-MOSFET wieder sperrt, 
oder sehe ich das falsch ? Die Frage bleibt, wie ich jetzt am besten den 
Widerstand bestimme.

[Sven L. (svenl)]

Liegt der Source des P-Kanal an der Betriebsspannung verhält sich die 
Schaltung wie folgt:

Ohne Ansteuerung ist der N-Kanal-FET geschlossen (Ugs = 0 V) und der 
Pullup-Widerstand R33 zieht das Gate des P-Kanal auf Vcc. AM P-Kanal-FET 
liegt dann eine Ugs von 0 V an und dieser sperrt.

Bei Ansteuerung schließt der N-Kanal-FET und zieht das Gate des P-Kanal 
auf GND, was einer Ugs von -Vcc entspricht. Dein Vcc muss also so hoch 
sein, dass der P-Kanal-FET sicher öffnet.

Als Dimensionierung für Pullup-/Pulldownwiderstände lege ich sie so aus, 
dass ein entsprechender Strom von ca. 1 mA fließen kann. Die Gates eines 
MOSFET werden quasi Leistungslos angesteuert und benötigen nur im Moment 
des Umladens Strom. Wie lange dann ein Umladen dauert, kannst Du mit 
Hilfe der Gate-Kapazität (Datenblatt!) und der Ladezeit über Deinen 
Pullup-Widerstand ermitteln. Einschalten wird der P-Kanal-FET sehr 
schnell, abschalten etwas langsamer.

Als einfache Schalter ist das alles unkritisch. Interessant wird es 
erst, wenn Du sehr hohe PWM-Frequenzen fährst und sehr schnell ein- und 
ausschaltet und sich der FET verhältnismäßig lang und oft im Knick 
seiner Kennlinie befindet, denn dort wird Verlustleistung erzeugt. Dies 
kann den Transistor thermisch überlasten.

Viele Grüße!

Sven

[Andreas H. (ahz)]

Sven L. schrieb:
> Als einfache Schalter ist das alles unkritisch.

Das hast Du schön erklärt klatscht

Kleiner tipp noch für R33:

Wenn der NMOS leitet, dann bilden sein RDS_on und R33 einen 
Spannungsteiler.

Dieser muss natürlich so dimensioniert sein, dass das nötige -VGS des 
PMOS auch bei 1V8 Versorgungsspannung noch erreicht wird.

Grüße
Andreas