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  • NMOS+PMOS開(kāi)關(guān)電路失效解析
    • 發(fā)布時(shí)間:2022-11-01 18:07:38
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    NMOS+PMOS開(kāi)關(guān)電路失效解析
    PMOS+NMOS作為開(kāi)機(jī)信號(hào),開(kāi)機(jī)要求為高電平開(kāi)機(jī),最小電壓為1.8V,耐壓可達(dá)17V,為使可靠,選擇5V左右(14V4通過(guò)100K和56K分壓,設(shè)計(jì)者是這么想的)。但生產(chǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)此開(kāi)機(jī)按鍵并不起作用,表現(xiàn)為按下開(kāi)機(jī)按鍵和不按開(kāi)機(jī)按鍵都是不開(kāi)機(jī)。
    說(shuō)明:此處開(kāi)機(jī)按鍵為撥動(dòng)開(kāi)關(guān),按下時(shí)不開(kāi)機(jī),說(shuō)明輸出并不是高電平。
    按下按鍵:通過(guò)萬(wàn)用表測(cè)量,發(fā)現(xiàn)前端PNP三極管的E極電壓只有1V多一點(diǎn)。C極0.17V,R148前端14.4V正常。
    實(shí)際電路如下:
    NMOS PMOS 開(kāi)關(guān)電路失效
    畫(huà)出其大概的等效電路,如上圖草圖,如不考慮三極管和NMOS導(dǎo)通時(shí)的壓降,三極管C極電壓應(yīng)該為14.4x(1.5/100||1.5)=0.22V.但實(shí)際為0.17V左右。
    查閱芯片CJX3439K手冊(cè)如上(NMOS和PMOS參數(shù)對(duì)稱),開(kāi)啟電壓VGS最大為1.1V,最小為0.35V,而此NMOS G極電壓為14.4與R105|R27分壓的值,為5.2V,因此NMOS完全導(dǎo)通。
    由于三極管VCE=1.13-0.17,約為1V,此時(shí)三極管并未導(dǎo)通,處于放大狀態(tài),此時(shí)PMOS VGS<-0.17V,比最小開(kāi)啟電壓0.35V還小,因此此時(shí)P-MOS處于關(guān)閉狀態(tài),所以R32=1.5K太小是導(dǎo)致此問(wèn)題出現(xiàn)的原因,將R32換做100K后開(kāi)機(jī)正常,PMOS良好導(dǎo)通,此時(shí)P-MOS G極電壓為1.93V,實(shí)際測(cè)量值見(jiàn)上圖。
    三極管及MOS參數(shù)如下圖:
    NMOS PMOS 開(kāi)關(guān)電路失效
    NMOS PMOS 開(kāi)關(guān)電路失效
    此電路的優(yōu)化:
    整理整個(gè)電路的思路:要求低電平開(kāi)機(jī),即:按鍵按下時(shí)接地,整個(gè)開(kāi)關(guān)電路輸出為高電平,也即常用的反相器的作用。
    用一個(gè)PNP BJT或一個(gè)P-MOS即可實(shí)現(xiàn),但此電路多余了一個(gè)NPN+PNP,有點(diǎn)冗余,考慮設(shè)計(jì)時(shí)還接入了遠(yuǎn)程開(kāi)機(jī)方案,必須使用N-MOS+P-MOS(遠(yuǎn)程開(kāi)機(jī)為高電平起作用),因此應(yīng)保留P-MOS,修改后的電路如下:
    NMOS PMOS 開(kāi)關(guān)電路失效
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