संक्षिप्त जवाब
इस सर्किट में Vth (MOSFET को चालू करने के लिए गेट से स्रोत वोल्टेज जिस पर चालू है) महत्वपूर्ण है। Vth को Vh-Vl = 5V - 3.3V = 1.7V से काफी कम होना चाहिए।
BSS138 में 0.8 / 1.3 / 1.5 मिनट / ठेठ / अधिकतम का Vth है।
अतः जब तक यह 1.7 "1.5" के रूप में यहाँ "काफी अच्छा" होगा, यह मार्जिन असुविधाजनक रूप से छोटा है।
दुर्भाग्य से, आपके द्वारा चुना गया विकल्प BSS138 से भी बदतर है।
FQN1N60C में 2 / - / 4 वी का Vth है। अर्थात इसके 2V के सर्वश्रेष्ठ मामले में यह आवश्यक 1.7V से अधिक है और इसमें VV की मात्रा 4V जितनी हो सकती है, जो इस एप्लिकेशन में 1.7V से अधिक है ।
Digikey के स्टॉक में एक स्वीकार्य (सिर्फ) TO92 MOSFET ZetNL / Diodes Inc ZVNL110a है ।
इसमें 0.75 / - / 1.5 वोल्ट का Vth है। यह BSS138 के समान है।
लंबे समय तक:
BSS138 एक, अपेक्षाकृत, कबाड़ का अड्डा है। इसकी जगह है लेकिन यह इस सर्किट में अपनी सुरक्षित क्षमताओं से परे फैला हुआ है। दुर्भाग्य से, आपके द्वारा चुना गया विकल्प, एक FQN1N60C, और भी बुरा है।
एचवी के बराबर वोल्टेज के लिए आपका वोल्टेज वोल्टेज बढ़ाकर FQN1N60C के उच्च Vth मान से अधिक हो जाता है।
आपके मूल सर्किट के खराब तरीके से काम करने का कारण यह है कि FQN1N60C MOSFET कला का बहुत खेद नमूना है, और इसका कारण यह है कि आपका संशोधित सर्किट अच्छी तरह से काम करता है, क्योंकि FQN1N60C MOSFET कला का बहुत खेद नमूना है। कम Vth MOSFET मूल सर्किट में ठीक से काम करेगा और संशोधित एक में विफल रहेगा।
ऐसा इसलिए है क्योंकि मूल सर्किट में उपलब्ध Vth के लिए FQN1N60C Vth बहुत अधिक है और ठीक से चालू नहीं हो रहा है। कम वोल्टेज के साथ एक MOSFET उपलब्ध वोल्टेज के साथ ठीक से चालू होगा। संशोधित सर्किट में आपने संचालित अवस्था में पर्याप्त गेट वोल्टेज के साथ FQN1N60C प्रदान किया है, लेकिन इतना नहीं कि इसे अनायास ही संचालित किया जाएगा। यदि आपने कम Vth MOSFET का उपयोग किया है, तो यह बंद हो जाएगा जब यह बंद होने का मतलब था कि उपलब्ध भाग्य वोल्टेज द्वारा चालू किया जाएगा और सर्किट विफल हो जाएगा।
सर्किट एक बहुत ही चतुर है लेकिन यह चतुरता है MOSFET पर निर्भर करता है कि जब TX_LV कम हो, लेकिन TC_LV अधिक होने पर इसे चलाने के लिए पर्याप्त वोल्टेज न हो, लेकिन इसे चलाने के लिए पर्याप्त गेट वोल्टेज है। आमतौर पर LV = T_LV जब TX_LV अधिक होता है, तो MOSFET कोई गेट वोल्टेज नहीं देखता है । LV को एचवी से बढ़ाकर आप TX_LV अधिक होने पर (HV-LV) का गेट वोल्टेज प्रदान करते हैं। जैसे कि HV-LV = 5-3.3 = 1.7V FQN1N60C झूठी ट्रिगर नहीं है क्योंकि यह व्यावहारिक Vth> 1.7V है।
नीचे मूल स्तर का शिफ्टर सर्किट आरेख है।
BSS138 एक N चैनल MOSFET है - इसलिए यह तब संचालित होता है जब इसका गेट स्रोत के सापेक्ष सकारात्मक होता है, यह सामान्य है कि इसका स्रोत होने की तुलना में इसका उच्च होना नाली है, और जब Vds + ve होता है और आंतरिक शरीर डायोड ब्लॉक हो जाता है जब Vds ऋणात्मक होता है। ।
TXLV और TXHV के साथ सामान्य संचालन उच्च है, गेट LV पर है (मूल रूप से 3V3, स्रोत TX_LV = 3.3 पर है इसलिए Vgs = 0 तो FET बंद है।
स्रोत R3 द्वारा खींचे गए TX_LV पर है।
तर्क को 0 बाएं से दाएं भेजें।
TX_LV को कम खींचें। स्रोत = 0 वी, गेट = 3 वी 3। तो वीजीएस = 3 वी 3। जैसा कि यह है> Vth BSS138 चालू है। जैसा कि स्रोत = 0V और FET चालू है, TX_HV को भी कम पर खींचा जाएगा। वह तो आसान था :-)।
तर्क को 0 दाएं से बाएं भेजें।
POW TX_HV कम करें। नाली = 0. गेट हार्ड कनेक्शन के माध्यम से 3V3 है।
स्रोत = 3V3 (लेकिन नीचे देखें) तो: Vgs = 0. FET बंद है। Vds = - 3V3।
लेकिन BSS138 में एक आंतरिक डायोड S से D है। यह डायोड TX_HV के ऊपर एक डायोड ड्रॉप के लिए TX_LV को नीचे खींचेगा।
भी आसान है।
अब BSS138 को FQN1N60C से बदलें।
MOSFET की Vth> से 5V और 3V3 के बीच>> 1.7V मार्जिन है।
अब, 0 LEFT TO RIGHT भेजने में, ग्राउंडिंग स्रोत Vgs = 3V3 = <4V सबसे खराब स्थिति देता है। अगर सच्चा Vth 1.7V के आसपास कहीं है तो सर्किट काम करेगा।
LV को 5V तक उठाना अब Vgs = 5V के रूप में काम करता है।
लेकिन जब TX_LV अधिक होता है तब भी MOSFET में 5-3.3 = 1.7V ड्राइव होता है, भले ही यह 0V होना चाहिए, और पहले था।
यदि आप अब MOSFET को प्रतिस्थापित करते हैं जिसमें Vth <1,7V है तो इसे हमेशा चालू रखा जाएगा। यानी एक बेहतर गुणवत्ता वाला MOSFET बदतर (या बिल्कुल नहीं) काम करता है। "इलाज" को VOS <से << 1.7V के साथ शुरू में MOSFET का उपयोग करना है।