MOSFET de canal N y caída de voltaje

Ha recibido una gran cantidad de información útil relacionada con la pregunta que hizo y será de ayuda para otras personas que lean estas respuestas en el futuro.

Sin embargo, ha estado desperdiciando el tiempo de las personas y confundido porque indicó lo que pensó que necesitaba hacer para solucionar su problema en lugar de decirle a su gente cuál es su problema. Si bien hay cierta superposición, las respuestas que se han dado se relacionan principalmente con cosas que no está tratando de hacer. Si bien abordan de alguna manera lo que está tratando de hacer, el diagrama que proporcionó casi no tendría sentido en la mayoría de los contextos y NO está haciendo lo que parece estar haciendo.

Lección: "Dinos lo que realmente estás tratando de hacer y te diremos la mejor manera de hacerlo".

Pregunta real: consulte la hoja de datos de Maxim DS1822 -
PÁGINA 5 - ENCENDIDO DEL DS1822 y
página 6 SUMINISTRO DEL DS1822 ALIMENTADO POR PARÁSITOS DURANTE LA TEMPERATURA

En el diagrama relacionado a continuación, Vpu es un "arranque débil" y el FET es un "arranque fuerte".
Cuando el pin Vdd está conectado a tierra, la energía de la fuente de alimentación se puede proporcionar a través de la línea DQ y se almacena en un condensador interno Cpp (energía parásita C). Durante la mayor parte de la operación, la alimentación "parásita" proporciona suficiente corriente Ipp a un voltaje aceptable para alimentar el IC. Durante alguna operación, Ipp es inadecuado y el iC debe alimentarse a través de Vdd oa través de una fuente de corriente más alta (consulte la hoja de datos de la página 5). Durante estas operaciones de alta corriente, el FET se enciende para proporcionar corriente de suministro adicional. Esta alimentación de energía de baja resistencia sujeta el bus alto y presenta que otros circuitos integrados en el bus lo utilizan para la señalización, por lo que el 'arranque fuerte' se habilita solo durante el período de tiempo que sea necesario.

ENTONCES:

Necesita un FET para pullup, necesita un FET de lado alto, esta necesidad se satisface más simplemente con un FET de canal P, todo según lo recomendado por otros.

Como Vmicrocontroller (Vmcu) es >= V1_wire_bus, el FET no se usa como un convertidor de nivel sino como un interruptor de fuente de alimentación del lado alto.

Elegir un MOSFET:

Conectar un MOSFET de canal P adecuado como se muestra en el diagrama satisfará la necesidad. Muchos FET harán el trabajo.

Rdson / En resistencia: MOSFET debe tener una resistencia en = Rdson lo suficientemente baja para la tarea.
Un MOSFET que cayó 0.1V a 2 mA probablemente sería suficiente
Rdson = Vdrop / Iload =
= 0.1v/2 mA = 50 Ohms.
Tendría una gran dificultad para comprar un FET de canal P con Rds = 50 ohmios = los normalmente disponibles son típicamente de 50 a 5000 veces MEJORES (menor Rdson), es decir, 1 ohmio para decir 10 miliohmios. CUALQUIER MOSFET de canal P que cumpla con otras especificaciones tener un buen hijo

Voltaje de operación de la puerta = Vth o Vgsth:
Vth o Vgsth deben ser << Vcpu.
es decir, el μP (microprocesador) debería controlar fácilmente el MOSFET.
Un μP de 3.3V SOLO operará un MOSFET donde Vth = 3V.
La operación será mejor a Vgsth = 2.5V
y mejor nuevamente a 2V. Bajar de nuevo no duele.

Vds_max > decir 10V está bien - 20V o 30V mejor. > 30V OK.
Ids_max es tan bajo como para ser alcanzado por cualquier cosa.

El horrible BSS184: la hoja de datos aquí cuesta 20 centavos en 1 en Digikey y hace el trabajo lo suficientemente bien. Digikey y otros tienen muchos más que harán un mejor trabajo, pero no son necesarios aquí.

Para saturar un controlador NMOSFET de lado alto, debe elevar la puerta al menos a V _{GS (th)} por encima del voltaje de fuente deseado. Dado que el valor típico para esa parte es 1,8 V, solo puede obtener un máximo de 3,3 V - 1,8 V = 1,5 V más o menos en la fuente. Considere cambiar a un PMOSFET para que las matemáticas funcionen correctamente para su situación.

El mosfet está controlado por un voltaje aplicado entre los pines de la puerta y la fuente.
Para un N-mosfet, la puerta debe ser más positiva que la puerta.

Ahora examinemos lo que está tratando de hacer.

Cuando la puerta está conectada a tierra, el mosget está apagado, por lo que no hay corriente a través de R5 y la fuente está a 0v.
Cuando aplica 3.3v a la puerta, aplica un Vgs de 3.3v PERO tan pronto como el mosfet comienza a conducir, el voltaje en la fuente aumenta (se vuelve más positivo) y a medida que aumenta, Vgs disminuye cada vez más (ya que se hace referencia a Vgs a la fuente y no al suelo) hasta que el mosfet alcance un equilibrio. Ese punto de equilibrio está relacionado con el Vgs-th (por lo que será diferente para cada mosfet) y mantendrá el mosfet en un estado semiabierto.
Hay dos fuerzas que mantienen este equilibrio, si el mosfet intenta conducir más, la fuente se volverá más positiva y Vgs disminuirá, si por el contrario intenta conducir menos, Vgs aumentará.

Para evitar este problema con un N-mosfet como interruptor lateral alto, debe usar una fuente de alimentación aislada que se aplicará entre la fuente y la compuerta y se sumará al voltaje existente o un voltaje más alto del que está conectado al drenaje. (si no está disponible, se puede generar con un circuito de arranque).

En su caso particular, la mejor solución es simplemente usar un Pmosfet como ha sugerido Ignacio Vazquez-Abrams.

En cuanto a la resistencia de puerta, no es realmente necesaria para el funcionamiento estático (a diferencia de PWM rápido). El mosfet se comporta como un condensador, necesita cargarse para encenderse y descargarse para apagarse. Tan pronto como se enciende (o se apaga), no consume corriente. La capacitancia es de aproximadamente 1nF según la hoja de datos.