N沟道MOSFET和电压降

Question

编辑/添加 - RM：看到卡尔的先前问题在12月20日DS1822 1线传感器，寄生功率和强大的上拉电路这给出了对他实际努力实现的内容的非常明确的解释。以下材料与他试图了解有关IC的高侧强度上拉要求有关。

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我一直在看着他们在他们身上的许多帖子，但似乎无法找到我正在寻找的东西。如果这是一个共同或重复的问题，提前道歉。

我已经获得了n沟道MOSFET (IRLB8721PBF-ND) (http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irlb8721pbf.pdf）用作逻辑电平MOSFET。

为了测试我期望看到的行为与一个3.3v的MCU，我将Gate连接到一个3.3v的电源与一个10k欧姆的下拉电阻。漏极连接到相同的3.3V电源轨上，源极连接到一个360欧姆的电阻，通过LED连接到地。

我看到的有关电压的行为与我预期的不一样。似乎漏极处测量的电压为3.3V(预期)，源极处测量的电压为1.65V(预期)。

断开LED和限流电阻使电源到1.93V。

我试图确定的是，如果1V+电压下降，我看到的是由于MOSFET的二极管正向电压最大值1V，或如果有其他东西在这里发挥。

使用MOSFET的意图最终使用它在电流密集型操作期间直接将寄生1线装置连接到电源轨，以保留所需的〜2.8V水平。

这表明我现在的设置不能工作。如果我的假设是正确的，“逻辑水平”mosfet是否存在几乎可以忽略不计的正向电压降?

如果我的假设是错误的，那么也许我连接了一些错误的东西，这个设置仍然可以工作。

此外，我已经看到建议在MOSFET门和MCU引脚之间放置电流限制电阻，以避免可能返回的高电流水平。通过从门的已经现有的10K下拉电阻，这不会产生分压器吗？我相信这是我在实验前早些时候看到的行为。

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该示意图示出了基于向VCC和漏极移动LED和电阻的请求的修改电路。最初，它们都位于排水管和地之间。我猜这一点我对高端/低端有一些混乱，为什么现在有效。我对电路的实际意图是使用相同的原理图，而不是LED /电阻，MOSFET将用于为连接到1线寄生设备的MCU上的开路端口提供增加的电压。

这是我最终针对MOSFET的原理图。它来自Maxim的自己的数据表。

Answer 1

你已经收到了大量与你所问的问题相关的有用信息，这将对以后阅读这些答案的人有帮助。

然而，你一直在浪费人们的时间并使自己困惑，因为你说你认为你需要做些什么来解决你的问题，而不是告诉你的人你的问题是什么。虽然有一些重叠的答案主要涉及你不想要做的事情。虽然他们做了一些解决你想要做的事情，但你提供的图表在大多数情况下几乎没有任何意义，并且不是在做它似乎正在做的事情。

教训:“告诉我们你实际上要做的事，我们会告诉你最好的方法”。

真正的问题:看Maxim DS1822数据表-
Page 5 - 供电DS1822和
第6页在温度下供应寄生供电的DS1822

在下面的相关图表中，Vpu是一个“弱上拉”，而FET是一个“强上拉”。
当Vdd引脚接地时，电源能量可以通过DQ线提供，并存储在内部电容Cpp (C寄生电源)中。在绝大部分操作“寄生”饲料提供足够的电流Ipp在一个可接受的电压功率IC。一些集成电路操作Ipp是不够的,必须通过更高的动力通过Vdd或电流源(见数据表5页)。在这些大电流操作打开场效应晶体管提供额外的供应电流。这种低电阻电源馈电箝位总线高，并提出它被用于总线上的其他ic的信号，所以“强上拉”是启用的，只有在需要的很长一段时间。

所以:

您确实需要一个FER用于上拉，您需要高侧FET，这需要与其他人建议的P频道FET相遇。

由于Vmcu (Vmcu)是>= V1_wire_bus，所以FET不是用作电平变换器，而是用作高边电源开关。

选择一个MOSFET:

连接合适的P沟道MOSFET，如图所示将填充需要。许多FET都将完成这项工作。

RDSON /抵抗：MOSFET必须有足够低的电阻= Rdson来完成这项任务。
MOSFET在2毫安时降低0.1V可能就足够了
Rdson = Vdrop / ilload =
= 0.1V / 2 mA = 50欧姆。
你会有巨大的困难购买一个P沟道场效应晶体管Rds = 50欧姆=通常可用的通常是50到5000倍(更低的Rdson)，即1欧姆说10百万欧姆。ie任何P沟道MOSFET，满足其他规格将有一个OK Rdson

栅极工作电压= Vth或Vgsth:
Vth或VGST应该是<< VCPU。
即μP（微处理器）应该容易地驱动MOSFET。
3.3V μP将仅仅在Vth = 3V的场效应晶体管中工作。
在Vgsth = 2.5V时操作会更好
并且在2V时再次更好。再次较低没有伤害。

VDS_MAX>说10V是OK - 20V或30V更好。> 30V好的。
ids_max是如此低，可以通过任何东西满足。

可怕的BSS184 -数据表在Digikey是1的20美分，并且工作足够好。Digikey和其他人有更多的是，这将做一个更好的工作 - 但这里不需要。

Answer 2

为了使高边NMOSFET驱动器饱和，你需要将栅极提升到至少V_gs（th）高于所需的源电压。由于该部分的典型值是1.8V，在源端只能得到3.3V - 1.8V = 1.5V左右的最大值。考虑切换到PMOSFET，这样就可以根据你的情况计算出正确的结果。

Answer 3

mosfet是由施加在栅极和源管脚之间的电压控制的。
对于n型场效应晶体管，其门极电位应该比门极电位高。

现在让我们检查你想要做什么。

当栅极接地时，mosget关闭，所以没有电流通过R5和源在0v。
当您将3.3V申请到门时，您可以申请3.3V的VGS，但一旦MOSFET开始在源上的电压上升（变得更加积极），并且由于它升高VGS越来越低，而且VGS被引用直到MOSFET达到平衡状态。平衡点与VGS-TH有关（因此每个MOSFET也是不同的），并且将使MOSFET保持在半开放状态。
有两种力量可以保持这种平衡，如果MOSFET试图进行更多，那么源将变得更加积极，VGS将减少，如果另一方面，它试图减少VGS将增加。

为了避免这个问题,N-mosfet作为高压侧开关,你必须使用一个独立的电源,将被应用在源和门之间,添加了现有电压或更高的电压从一个连接到排水(如果没有可用它可以生成自举电路)。

在你的特殊情况下，最好的解决方案是简单地使用Pmosfet伊格纳西奥·巴斯克斯-艾布拉姆斯建议。

对于栅极电阻器，它不是真的需要静态操作(不像快速PWM)。mosfet的行为就像一个电容器，它需要充电才能打开，放电才能关闭。一旦接通(或断开)，它就不会产生任何电流。根据数据表，电容约为1nF。