Interruptor de 12V de mosfet de lado alto desde 3V3 GPIO aislado siempre ENCENDIDO

Diseñé un interruptor de 12V de mosfet de lado alto de 3V3 GPIO aislado en la publicación anterior, basado en el optoacoplador EL3H7-G (C) y el Mosfet STR2P3LLH6 , pero siempre está ENCENDIDO ... No entiendo por qué.

ESQUEMÁTICO

esquemático

Compruebo el voltaje en ambos estados, cuando GPIO (drenaje abierto) es lógico "1" (verde) y lógico "0" (rojo).
Todos los voltajes se miden con referencia a DGND para voltajes del lado izquierdo y con referencia a AGND para voltajes del lado derecho

GPIO = 1 (MEDIDA VERDE)

En este caso, PWREN = 0,16 V para que la corriente pueda fluir a través del LED del optoacoplador.
Vf=1.34V-0.16V=1.18V (OK: Diseñado para 1.2V)
If=IR1=(3.31V-1.34V)/200=9.85 mA
If=9.85mA (OK: Diseñado para 10mA)

El transistor del optoacoplador parece estar saturado
Vce=0.06V (Diseñado para ser 0.2V)
Entonces Ic parece ser 11mA en la hoja de datos EL3H7-G (C) (Figura 7) para Vcesat = 0.6V
IR2=(11.84V-0.06V) /10000=1.17mA
IR2=1.17mA (OK: Diseñado para 1.18mA)

Hum, esto parece flujo de corriente desde la puerta del mosfet...
-Ig=11mA-1.17mA=9.83mA
-Ig=9.83mA vino de la puerta??? Es posible ???

En cualquier caso, Mosfet está ENCENDIDO, veamos Vgs
VR2 = 11.84V-0.06V = 11.78V
Vgs = -VR2
Vgs = -11.78V (OK: Diseñado para ser 11.8V)

Vgs=-11.8V es superior a Vgs(th)=-2.5V

GPIO = 0 (MEDIDA DE ROJO)

En este caso, el LED del optoacoplador parece no estar encendido.
If=VR1=0V/200=0mA
If=0mA
Pero hay un pequeño voltaje en el LED
Vf=3.31-2.80=0.51V
Vf=0.51V
¿Probablemente no sea suficiente para encender el LED?

Cuando compruebo el transistor optaacoplador VCE=11.82V VR2=11.84V-11.82=V0.02V
Vgs=-VR2
Vgs=-0.02V

Vgs=-0.02V es realmente más bajo que Vgs(th)=-2.5V

Entonces, ¿por qué mi mosfet se comporta? esto me desconcierta!

VPWR=11,24 V
Vsd=11,84 V-11,24 V=0,6 V
Vds=-0,6 V

¿Puede alguien ayudarme a descubrir qué sucedió, cuál es mi error y cómo puedo corregirlo?

Gracias de antemano por tu ayuda

EDICIÓN 1: CONFIGURACIÓN

Compruebo muchas veces el pinout pero a lo mejor estoy cansado... Si alguien ve algo raro...
tarjeta de circuito impreso

Aquí se extrae de la hoja de datos STR2P3LLH6
Ficha de datos

EDITAR 1: placa de circuito impreso

Aquí está la parte superior, con optoacoplador (R3 en PCB es R1 en esquema) Aquí está la parte inferior, con MOSFET (R4 en PCB es R2 en esquema) (reemplazo MOSFET y elimino C20 y C21 como lo sugiere @John Birckhead)
Arriba

Abajo

EDICIÓN 2: PINOUT INCORRECTO "FUNCIONA"

Muchas gracias a @Charlie y @Louis por señalar el pinout incorrecto de mi huella de PCB STR2P3LLH6 . El esquema es bueno, pero Drain y Source se intercambian en mi PCB. Le doy la vuelta al Mosfet y lo giro a 45 ° y ahora funciona muy bien.

Mosfet se voltea y gira
Corrección rápida de pinout MOSFET en el lugar

Explicación:
en mi esquema completo, me equivoco en la conexión MOSFET, pero no cometo el error en el esquema simplificado aquí en el intercambio de pila, por eso me tomo el tiempo para entender qué agregar y nadie aquí ve el problema a primera vista en el esquema . Otro agradecimiento a @Charlie y @Louis por echar un vistazo al seguimiento de la PCB para señalar esto.

esquema incorrecto
Esta es la parte de mi esquema completo incorrecto, MOSFET no está conectado de la manera correcta

CONCLUSIÓN

Puede usar el esquema y el método en la parte superior de esta publicación sin problemas tan pronto como respete el pinout de su MOSFET :). El esquema es bueno, mi PCB está mal.

O su FET está dañado o es más probable que el drenaje y la fuente se intercambien y vea caer el diodo del cuerpo cuando está apagado.
Creo que sus voltajes de entrada frente a los estados de GPIO están invertidos, a menos que haya otro transistor que no esté mostrando. Con GPIO Low/0, PWREN debería estar cerca de cero voltios para que el LED de la opto se encienda.
@JohnD sí, compruebo el pinout muchas veces porque esto me viene a la mente al principio, pero el pinout es correcto
@PeterBennett Uso GPIO de "drenaje abierto", el otro transistor está dentro de la MCU.
@JohnD Edito mi publicación para agregar diseño y foto de PCB, creo que el pinout es correcto pero tal vez estoy cansado...
Su patrón de tierra de PCB tiene pines 2 y 3 inversos.
@Louis, gracias por señalar esto, tienes razón, edito mi publicación
@ rom1nux Me alegro de que funcione.

Respuestas (3)

Tiene PMOS (Q1) mal conectado en su PCB.

En su esquema, tiene una fuente (PIN2) conectada a +12V y R2. En su PCB, sin embargo, tiene drenaje (PIN3, el pin central del paquete SOT-23) conectado a +12V y R2. Puede voltear el FET y girarlo 45° para montarlo e intentarlo de nuevo.

El circuito funciona como se esperaba ingrese la descripción de la imagen aquíen la simulación:

Tiene razón, mezclé mis pinceles cuando creé la huella digital MOSFET en mi diagrama original, error que no cometí en el esquema simplificado aquí en el intercambio de pila, muchas GRACIAS a usted por tomarse el tiempo para mirar en detalle. funciona bien ahora. Muchas gracias

Si no tiene el drenaje y la fuente invertidos como sugiere @John D, es probable que tenga un FET quemado. Eche un vistazo a la hoja de datos del STR2P3LLH6 y verá que el área de operación segura está por debajo de los 8 amperios, incluso para pulsos muy cortos de unos pocos cientos de microsegundos:ingrese la descripción de la imagen aquí

Cuando enciende el interruptor, está cargando alrededor de 5 microfaradios de capacitancia a través de la resistencia de ENCENDIDO del FET de 56 miliohmios. Por lo tanto, la corriente instantánea cuando cambia sería muchas veces la corriente para el área de operación segura. Intentaría reemplazar el FET por uno más robusto o colocar una resistencia limitadora de corriente de aproximadamente 5 ohmios en serie con C20 y C21.

¡Buena suerte!

Muchas gracias por tomarse el tiempo para ayudarme John. Elimino la capacitancia y reemplazo 3 veces el MOSFET. (arranque sin carga, etc...) Yo creía que funcionaba pero no. Creo que este mosfet es muy quisquilloso o los destruyo con aire caliente o no sé... Edito mi puerto para poner el diseño, reviso muchas veces pero empiezo a "no tener los ojos frente a los agujeros "...

-Ig=9.83mA vino de la puerta??? Es posible ???

Sí, es posible, si la puerta se ha volado. Grandes cantidades de corriente de una compuerta definitivamente son el signo de una compuerta muerta. La puerta tiene un grosor de solo nm y no se necesita mucho para atravesarla con ESD o corrientes.

Reemplace el mosfet y observe los procedimientos cuidadosos de ESD

(Además, si tiene mosfets de alta potencia que están conectados a la lógica digital, como un procesador, puede ser conveniente insertar un búfer entre una parte costosa y una parte no tan costosa. He tenido puertas que explotan y luego sacan la CPU, por lo que es mucho más fácil reemplazar un búfer que una CPU (tengo personas a las que les gusta apagar mosfets en mi laboratorio).

Reemplazo el MOSFET varias veces, también intento con SI3401A-TPMSCT-ND sin éxito. Retiro el condensador y tengo mucho cuidado con los procedimientos de ESD (pulsera antiestática y compañía) y nada cambia. Esto me vuelve loco...
Es posible que esté excediendo uno de los parámetros, verifique la hoja de datos y asegúrese de cumplir con todos los parámetros actuales y de tiempo. Otra cosa que podría hacer es atar la puerta en alto y si el FET no muere, probablemente sea cuando apaga el FET y una transición demasiado larga en el modo lineal cuando el FET está disipando la mayor cantidad de energía.
Interruptor de 12V de mosfet de lado alto desde 3V3 GPIO aislado siempre ENCENDIDO
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