स्विच के रूप में 2 ट्रांजिस्टर का उपयोग करने पर स्पष्टीकरण की आवश्यकता है

Question

मुझे एक माइक्रो-कंट्रोलर के साथ लोड ड्राइव करने के लिए निम्नलिखित डिज़ाइन का उपयोग करने का सुझाव दिया गया है। मैं जानना चाहूंगा कि स्विच के रूप में कार्य करने के लिए 2 ट्रांजिस्टर (n-ch और p-ch) का उपयोग करने की आवश्यकता क्यों है?

मैंने Google और youtube पर खोज की, और अधिकांश पेज एक स्विच बनाने के लिए एक ट्रांजिस्टर (ज्यादातर n-ch) का उपयोग कर रहे थे, इस पेज की तरह:

http://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_7.html

क्या आप मुझे एक-ट्रांजिस्टर स्विच पर ऐसे डिज़ाइन (2 ट्रांजिस्टर) होने के फायदे या नुकसान समझा सकते हैं?

^{इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध}

Comments

डिजिटल I / O वोल्टेज, क्या आप जानते हैं कि यह क्या है? मुझे लगता है कि यह 5 वी से कम है।

— दिबास्को

यह निर्भर करता है कि अगर मैं इसे Arduino नैनो से जोड़ता हूं तो यह 5V होगा, अगर मैं Arduino MKRFox1200 से कनेक्ट करता हूं, तो यह 3,3V होगा। लेकिन यह योजनाबद्ध दोनों के साथ अच्छी तरह से काम करता है। ट्रांजिस्टर के लिए मैंने NDP6020P का उपयोग P-ch और IRL1540N के रूप में N-ch के रूप में किया है, जिसमें VGS (th) कम है, और 10K प्रतिरोधों के बजाय, मैंने 100K प्रतिरोधों का उपयोग किया है।

— नीमा सजदेई

N-ch IRLI540N है और डेटाशीट infineon.com/dgdl/… के

— Nima Sajedi

आपके द्वारा संदर्भित लेख उच्च पक्षीय और निम्न पक्षीय सर्किट के बारे में बात करता है। क्या आप उच्च और निम्न पक्षीय ड्राइविंग के बीच अंतर को समझते हैं? क्या आप समझते हैं कि एन-टाइप की तुलना में पी-टाइप एफईटी को कैसे चालू और बंद किया जाता है और एफईटी ड्राइव के दो अलग-अलग प्रकार कैसे लोड होते हैं?

— डायबोस्को

इस सवाल का जवाब देखें: पर चल रही खोज पी-चैनल MOSFETs को समझने के लिए

— निक एलेक्सीव

Answer 1

यदि डिजिटल सिग्नल स्विंग पूर्ण 5 वी है, तो आप बस अंतिम पी-चैनल एफईटी का उपयोग कर सकते हैं।

दो-ट्रांजिस्टर सर्किट का लाभ यह है कि पावर वोल्टेज को स्विच किया जा रहा है और डिजिटल सिग्नल पावर वोल्टेज को समान होने की आवश्यकता नहीं है। जो सर्किट आप दिखाते हैं वह बिजली के वोल्टेज के साथ काम करेगा जो अधिकतम जीएस वोल्टेज तक हो सकता है दूसरा एफईटी संभाल सकता है।

Comments

धन्यवाद ओलिन, क्या मैं यह निष्कर्ष निकाल सकता हूं कि सभी एक-ट्रांजिस्टर सर्किट में वीएसएस (जो स्विच होने जा रहा है) और सिग्नल वोल्टेज स्तर (इस मामले में जीपीआईओ पिन) में एक ही वोल्टेज है?

— नीमा सजेडी

@ नीमा: जैसा कि आप दिखाते हैं कि एक उच्च पक्ष स्विच के लिए, आप आमतौर पर केवल एक ट्रांजिस्टर का उपयोग करेंगे यदि तर्क स्तर स्विंग बिजली वोल्टेज में स्विच किया जा रहा है। अन्यथा, ट्रांजिस्टर मज़बूती से बंद नहीं किया जा सकता है।

— ओलिन लेट्रोप

Answer 2

यह एक टॉप साइड स्विच है। अधिकांश सर्किट जिन्हें आपने शायद देखा है, वे नीचे की ओर स्विच हैं। शीर्ष साइड स्विचिंग कुछ दिलचस्प मुद्दों को जोड़ता है जो उस एप्लिकेशन के लिए अद्वितीय हैं। जैसे, आपके द्वारा बताए गए दो चरण स्विच के कई कारण हैं। दो मुख्य हैं:

1. जब स्विच्ड वोल्टेज आपके लॉजिक पॉवर सप्लाई वोल्टेज के समान हो, तब भी हाई लेवल लॉजिक आउटपुट वोल्टेज रेल की तुलना में काफी कम हो सकता है। यह एक एकल पी-चैनल MOSFET के असंगत स्विचिंग के परिणामस्वरूप हो सकता है।

2. MOSFET का गेट मूल रूप से एक संधारित्र है, और क्योंकि P-Channel MOSFET उस पुल-अप रोकनेवाला पर निर्भर है, इसे बंद करने के लिए, उस पुल-अप का आकार अपेक्षाकृत छोटा होना चाहिए यदि आपको अपनी शक्ति को जल्दी से स्विच करने की आवश्यकता है । जैसे, एन-चैनल चालू होने पर आपको जिस पुल-अप के माध्यम से खींचने में सक्षम होने की आवश्यकता होती है वह आपके जीपीआईओ के डूबने की तुलना में बहुत अधिक हो सकती है।

अतिरिक्त फायदे

1. दो चरण नियंत्रण भी आपको तर्क आपूर्ति की तुलना में बहुत अधिक वोल्टेज को लोड पर स्विच करने की अनुमति देता है। सैद्धांतिक रूप से आप P- चैनल डिवाइस के अधिकतम Vds को दो चरण ड्राइवर के साथ बदल सकते हैं। हालांकि, सर्किट को Vgs_max के तहत पी-चैनल के गेट पर वोल्टेज को सीमित करने के लिए संशोधित करने की आवश्यकता होगी। इसके अलावा, बहुत अधिक वोल्टेज के शीर्ष-साइड स्विचिंग सामान्य, समस्याग्रस्त है।

2. पहले डिवाइस के लिए एक छोटे सिग्नल एन-चैनल का उपयोग करके आप GPIO पिन पर कैपेसिटिव लोड को काफी कम कर सकते हैं। यह उत्तरार्द्ध पर तनाव को कम करता है और आपके तर्क को "शोर" कम करता है।

Comments

आपके जवाब में जोड़ते हुए, उद्योग में मेरा अनुभव (कम से कम यूके में) यह है कि इन्हें आमतौर पर "उच्च साइड ड्राइवर" और "लो साइड ड्राइवर" कहा जाता है, जिसे अक्सर "एचएसडी / एलएसडी" के रूप में संक्षिप्त किया जाता है।

— ग्राहम

Answer 3

@ OlinLathrop के उत्तर में ऐड-ऑन के रूप में, P- चैनल FET (अतिरिक्त N- चैनल FET के साथ या बिना) और आपके लिंक में दिखाए एन-चैनल FET के बीच अन्य अंतर यह है कि P- चैनल एक उच्च है साइड स्विच (Vcc को लोड पर स्विच करता है) जबकि N- चैनल एक लो-साइड स्विच है (जमीन पर लोड को स्विच करता है)।

अतिरिक्त I / Os के बिना सरल लोड के लिए, जैसे कि एल ई डी, मोटर्स आदि, कम-साइड स्विच ठीक है। आई / ओएस के साथ लोड के लिए अलग-अलग संचालित सर्किट, जैसे कि अन्य माइक्रोकंट्रोलर या सेंसर से जुड़ा हुआ है, यह आमतौर पर जमीन से जुड़े रहने और एक उच्च-पक्ष स्विच का उपयोग करने के लिए पसंद किया जाता है।