NMOS FET con drenaje negativo

Estoy tratando de crear un interruptor entre un suministro de -15V y +15V usando una señal de puerta de 0V a +3V.

Con el voltaje de puerta positivo, probé un NMOS FET. Esto funciona como se esperaba con un drenaje de +10 V, pero con un drenaje de -10 V, el FET simplemente actúa como un diodo, dejando caer solo 0,6 V sobre sí mismo o nada.

¿Hay algún transistor adecuado para esta aplicación o Vg debe estar siempre entre Vd y Vs? Además, también estoy tratando de mantener el circuito lo más mínimo posible.

Editar:

Para explicar mejor mi problema: necesito descargar un capacitor en un momento específico (cuando un IC se apaga) sujetándolo a tierra; de lo contrario, otras líneas de voltaje retenidas por capacitores comienzan a filtrarse causando estragos (específicamente la línea de voltaje negativo) . Obviamente, no se debe permitir que esto suceda, sin embargo, el problema de fugas está actualmente fuera de mi control, por lo que estoy tratando de encontrar una solución en caso de que me quede atascado.

Además, el nivel de la señal de control GPIO puede ser activo-alto o activo-bajo.

He disfrutado un poco al usar un solo JFET, pero no es tan bueno como un MOSFET, ya que el JFET conduce más que un MOSFET cuando está "apagado". Echaré un vistazo al cambio de nivel.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

La línea con la que estoy tratando de lidiar con "VCOM" en realidad viaja entre -15V y +15V durante su funcionamiento normal y termina en 0V. Sin embargo, como expliqué anteriormente, no permanecerá en 0 V después de su funcionamiento, por lo que estoy tratando de ponerlo a tierra a pedido.

Que MOSFET tienes? Un número de pieza y un enlace a la hoja de datos nos permitirán brindar respuestas más precisas.
¿Qué carga necesita para conducir?
Además, el editor de esquemas parece estar arreglado. ¿Podría editar su pregunta y agregar un esquema de exactamente lo que está intentando (ctrl-M, o el botón en la barra de herramientas que parece un esquema en el editor)
No tengo claro la carga o la forma en que está conectada, ¿te refieres al capacitor conectado a través del mosfet? El esquema muestra el mosfer conectado entre gnd y -10 que se cortará tan pronto como se encienda el mosfet.
Sí, es el condensador de depósito para una línea de suministro de voltaje que quiero poder sujetar a tierra.
Pero si el drenaje puede tener +15v o -15v y la fuente está conectada a tierra, entonces el diodo mosfer conduce a una de las dos polaridades (dependiendo de si es un P-mosfet o N-mosfet). Creo que necesita un interruptor de estado sólido que use dos mosfets (y la unidad complicada que presenta para la solución de dispositivos discretos).
Sí, eso es verdad. Un SSR funcionaría, es una pena el precio :s

Respuestas (3)

Todos los MOSFET tienen inherentemente un cuerpo de diodo entre la fuente y el drenaje. Este diodo tiene polarización inversa bajo uso normal, pero si coloca el drenaje a un potencial más bajo que la fuente en un FET de canal N, como ha descubierto, polarizará hacia adelante este diodo.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Más sobre el diodo del cuerpo: MOSFET: ¿Por qué el drenaje y la fuente son diferentes?

Deberá encontrar una manera de colocar el MOSFET en su circuito de manera que el drenaje tenga un potencial más alto que la fuente. O bien, puede usar un MOSFET de canal P, donde el drenaje debe tener un potencial más bajo que la fuente.

De cualquier manera, es probable que necesite algún tipo de circuito de cambio de nivel para traducir su entrada lógica de 0V-3V a los niveles requeridos por la disposición MOSFET que seleccione. Esto puede ser tan simple como otro transistor (generalmente un BJT barato) y una resistencia, o un arreglo complicado diseñado para cambiar el MOSFET a velocidades muy altas que puede incluir docenas de componentes y tal vez incluso suministros de voltaje adicionales. Todo depende de tu aplicación.

Para controlar el P-mosfet con una señal de control de 0-3v, necesitará un traductor de nivel, en cuyo caso también puede usar un N-mosfet. ¿Cuál sería el beneficio de cambiar de un N-mosfet a un Pmosfet?
@alexan_e Un N-MOSFET podría requerir un voltaje superior al disponible, por lo que requeriría no solo un cambiador de nivel sino también un suministro adicional de algún tipo. Por supuesto, hay suficiente ambigüedad en la redacción que esto puede no ser cierto. Sugeriría que se edite la pregunta para incluir un esquema, pero CircuitLab parece estar roto en este momento.
You may need a circuit to shift your logic input up to the source voltage, but that's easily accomplished with a resistor and another transistorCreo que definitivamente se requerirá un traductor de nivel, pero tengo problemas para imaginar cómo un solo transistor (NPN o PNP) controlado por 0-3v puede cambiar un Pmosfet que tiene la fuente en 0v usando solo el suelo disponible y -10v líneas . ¿Puede proporcionar una descripción de la configuración?
@alexan_e Creo que no entendí bien la descripción de la pregunta. Veamos si agregamos un esquema, luego agregaré detalles.
No solo pido ser molesto, realmente traté de encontrar una configuración que pudiera controlar el P-mosfet descrito con un solo transistor, pero ninguno funcionó, por lo que estoy realmente interesado en saber si hay una manera que funcione. sin usar un segundo transistor o una segunda fuente de voltaje (como un 3v3).
@alexan_e podría tener un arreglo como su primer esquema, pero con Q2 y la carga intercambiando lugares. Cuando la entrada es alta, R3 tira V GRAMO S a -10V y el MOSFET está encendido. Cuando la entrada es baja, Q1 está encendido y tira V GRAMO S a -3.3V, apagando Q2.
Pero mi transistor de control usa una segunda fuente de 3v, cuando le pregunté antes (primer comentario) sobre la ventaja de usar un P-mosfet, dijo que se requerirá un N-mosfet, así que supuse que un P-mosfet solo requeriría not only a level-shifter but an additional supply of some sortun traductor de nivel sin segunda fuente de voltaje. Es por eso que traté de averiguar cómo es posible hacer que esto funcione para un P-mosfet sin esa fuente de 3v, pero no pude encontrar una solución. La solución a la que te refieres usa la misma fuente que tuve que usar para el N-mosfet, ¿o me falta algo?
@alexan_e como dije, es posible que no haya entendido bien la descripción de la pregunta.

Un traductor de nivel entre el N-mosfet y el voltaje de control ayudaría

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Otra opción es un diseño similar al anterior pero con un optoacoplador tirando de la puerta hacia arriba (hacia el suelo)

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¿No te atrae tu primer esquema? V GRAMO S hasta 13V? ¿Quería hacer un divisor de voltaje con R3 y R5, o está contando con un MOSFET que pueda manejar 13V en la puerta?
@PhilFrost He usado "sustancial" en mi comentario que es exactamente lo contrario de lo que quise decir. Parafraseando: R3 es solo 10 ohmios, la caída de voltaje será insignificante de todos modos, pero también se puede omitir. Sí, Vgs se establecerá en 13v cuando se encienda el transistor, ¿por qué es un problema? Los modfets estándar que conozco tienen un Vgs máximo de 20v, no creo que sea muy común encontrar un mosfet que no pueda manejar 13v.
De hecho, puede que no sea un problema, pero no sabemos qué tipo de MOSFET está en juego aquí. 13V puede estar empujando su suerte con algunos MOSFET, o totalmente bien con otros. También podría depender de la carga: si existe la posibilidad de un alto dv/dt, el controlador de la puerta tendrá que absorber corrientes debido a la capacitancia de la puerta. Dado que el controlador de la puerta es una resistencia de 10k, es posible que podamos ver algunos voltajes transitorios altos en la puerta, por lo que querría todo el margen que pueda obtener en el voltaje de la puerta. Una vez más, tal vez no sea un problema. Solo digo que no lo sabemos.

En teoría, podría hacer lo que está pidiendo con un MOSFET de canal p en modo de agotamiento, pero no son muy comunes en absoluto.

Es fácil hacer esto con dos MOSFET de modo de mejora de canal P y una resistencia si su requisito de velocidad de conmutación no es alto.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Para usar este circuito simple, el MOSFET Q2 de potencia debe tener una puerta clasificada para ser confiable con una unidad de 10V. El MOSFET Q1 de cambio de nivel de señal pequeña debe ser un tipo que se encienda lo suficiente con -3V V gramo s Se "encenderá" de una manera bastante lenta si es un MOSFET grande, pero eso podría resolverse fácilmente con un circuito de control adicional (al igual que el V gramo s ( metro a X ) > |+/- 10V| requisito).

Una idea atractiva (si se ajusta a sus requisitos de carga) podría ser usar un MOSFET de doble canal p , por lo que solo necesita una resistencia o dos (una en serie con la entrada podría ser recomendable, dependiendo de lo que la esté impulsando) y una Paquete cuadrado individual de ~2 mm.

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