【经验】解析MOS管开关电路设计
基带电路设计中，经常会使用一些三极管、MOS管来作为开关电路，正常的逻辑信号控制，没有什么大电流应用，没有什么太大问题，能够实现电平0和1的转换。但是有一些特殊电路，需要用MOS管来进行电压阻断、过大电流的时候，就比较容易出问题。
MOS管的选取，Rdson的大小对电路设计会比较讲究，有些电路需要做压降比较大，有些电路需要压降比较小，还是要根据电路实际情况来选择。如果电路要求压降很小，可以采用两个MOS管并联的方式；比如这种：
需要重点注意的是当作为上述过流应用电路时，需要核算MOS管输入端和输出端的电容总容量，下面就题主遇到的问题及过程做详细描述，希望能帮助到硬件设计的朋友。
电路模型如下图所示，本产品通过12V 适配器供电，上电后，自动开机。内部转为5V 后，分两路，分别给主控供电和以太网电路供电。
本次项目设计，选用了长晶科技的三极管2SC4081和MOS管CJ3401来进行开关电路设计，MOS 开关电路详细如下图， 该电路是应用非常广泛且成熟的MOS管开关电路，常用于RS485/232 、CAN等小电流电路供电，方便做低功耗。
在本项目中，就出现一个非常严重且很容易忽视的问题，即：当ETH_Ctrl为高电平，Q501 导通，电流从VCC_5V流向VDDREG5，会导致VCC_5V拉到最低1V，持续时间大约8ms。
如下图波形，蓝色为ETH_Ctrl， 绿色为VCC_5V.
因为VCC_5V掉电的8ms，会使主控掉电，也就无法继续输出ETH_Ctrl信号，故ETH_Ctrl信号为低电平；
当VCC_5V在8ms后恢复，主控会上电并自动开机，然后程序运行到ETH_Ctrl输出高时，使上述电路工作，然后导致VCC_5V又掉电，故表现出来现象就是反复reset（外观有LED 灯，会重复亮灭）。
因为该项目是首次生产调试，基于上述现象，测量主控Reset信号、IO电压以及主控电压，推论，可能是在开关Q502打开的瞬间，VCC_5V通过R509被拉低了。（虽然理论不是这样，本着追根究底的原则，还是更换阻值更大的电阻进行验证，最终排除该推论，波形和上面波形一致）
然后经过分析，各种猜测，假设是否可能是开关开启瞬间，以太网电路瞬时功耗过大导致的呢？基于此想法，于是在VCC_5V电路上并联47uF电容数颗，再次验证，问题得到解决，但还是存在不稳定，偶尔还会有reset现象。经过该方法验证，貌似问题得到了解决，但是成本会增加，根本原因还有待分析。
最终，经过对MOS管前后两端的电容总容量以及整个VCC_5V 的电容布局分析发现，在VDDREG5 这一侧的电容，竟然高达44μF，而VCC_5V这一侧的电容，虽然有4个22μF电容，但是整个布局比较远，且分属不同DC/DC电路。如下红框是4个22μF电容，蓝色框是2个22μF电容；
那么最终结论就是，VCC_5V 这侧的电压，因电容太少，储能不够，导致在MOS管CJ3401打开的瞬间，电流会流向VDDREG5这侧，给VDDREG5 这侧的2个22μF电容充电，导致VCC_5V 被拉低，以至主控不能工作在正常电压。
经过最终的优化，在保证功能正常的情况下，本着节约成本的原则，在VCC_5V 这一侧增加22μF电容，且PCB 布局上，靠近Q501,同时，减少VDDREG5 这一侧的电容，确保VCC_5V这一侧电容总量是VDDREG5 的2倍及以上。相关电路修改如下：
最终波形如下：
该问题最终得到解决，在ETH_Ctrl 拉高时，VCC_5V 不会掉电。
最后的思考，以往使用该电路时，大家都按照器件手册推荐电路来设计，单电路性能验证是没有问题，但是综合起来，就没那么理想了，在该项目上，主要还是忽略了电路上电容的总容量以及各电容在PCB上布局的位置不够集中。
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由有点复杂提供，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。
相关推荐
【经验】如何正确计算三极管的耗散功耗？
三极管的工作状态一般分为截止区、放大区和饱和区，日常应用中需要评估三极管的发热情况，如图1所示，是一个典型的三极管应用示意图，此时需要计算三极管的耗散功耗，本文将结合长晶科技的三极管2SD1802，介绍如何正确计算三极管的耗散功耗。
长晶MOS选型表
长晶科技提供如下MOS的技术选型:VDS(V)范围：-100~+650；VGS(V)范围：±6~±30；ID(A)范围：-100~+248.....长晶科技的MOS有SOP8、SOT-223、CSPC3420-10、DFN1006-3L等多种封装形式，可广泛应用于汽车,工业,电源,家电,电脑周边,通讯,照明,医疗,新能源,电汽等领域。
|
产品型号
|
品类
|
Status
|
Type
|
Process
|
ESD(Yes/No)
|
VDS(V)
|
VGS(V)
|
ID(A)
|
VGS(TH)(V)
|
RDS(mΩ)@VGS(10V Typ)
|
RDS(mΩ)@VGS(10V Max)
|
RDS(mΩ)@VGS（4.5V Typ）
|
RDS(mΩ)@VGS（4.5V Max）
|
Package
|
|
2N7000_TO-92
|
Trench MOS
|
Active
|
Single-N
|
Trench
|
No
|
60
|
-
|
0.2
|
0.8~3
|
-
|
5000
|
-
|
6000
|
TO-92
|
选型表 - 长晶科技 立即选型
长晶科技Trench MOS选型表
长晶科技提供以下技术参数选型表，VDS：-100V~100V，VGS：±8V~±20V等
|
产品型号
|
品类
|
Type
|
Process
|
ESD（Yes/No）
|
VDS（V）
|
ID（A）
|
RDS(mΩ)@VGS10V Max
|
RDS(mΩ)@VGS4.5V Max
|
|
2N7000_TO-92
|
Trench MOS
|
Single-N
|
Trench
|
No
|
60V
|
0.2A
|
5000mΩ
|
6000mΩ
|
选型表 - 长晶科技 立即选型
长晶科技（JSCJ）公司介绍2020版
型号- SBD SERIES,SMFXXCA,LMV321,CJ78XX,SMAJXXCA,1SMA47,BAS SERIES,BAV SERIES,SMBJXXA,5.0SMDJXXCA,HER SERIES,SMFXXA,CJ431,SMF47,CJ358,SMBJXXCA,CJ432,GBJ SERIES,GBP SERIES,SMAJXXA,MBR SERIES,ESD SERIES,CJ6206,1SMA59,LM317,1N SERIES,CJT1117,ABS SERIES,BAW SERIES,US SERIES,CJA1117,SBL SERIES,1SS SERIES,SS SERIES,CJDW01,SMCJXXA,CJ6330,CJ6375,CJ6211,CJ5123,CJ75XX,CJ8632,LM324,MMBD,CJ79XX,BZX584,SMCJXXCA,BZT52,CJ40561,BAT SERIS,GBU SERIES,MBS SERIES,MUR SERIES,CJ6386,CJ6101,CJ6388,CJ6300,ES SERIES,DBS SERIES,1SMB59,M1 SERIES,5.0SMDJXXA,M7 SERIES,CJ4056,DSS SERIES,CJ4054,RS SERIES
长晶达林顿管&晶体管&双晶体管选型表
长晶科技提供如下达林顿管&晶体管&双晶体管的技术选型:VCEO(V)范围：-400~+400；PCM范围：150(mW)~2(W)；IC范围：-10(A)~10(A)；VCBO(V)范围：-400~+400；VEBO(V)范围：-10~+15，具有PNP、NPN两种Polarity模式可选.....长晶科技的达林顿管&晶体管&双晶体管有TO-126、TO-220-3L、DFNWB3×2-8L、SOT-223、SOT-23等多种封装形式，可广泛应用于汽车,工业,电源,家电,电脑周边,通讯,照明,医疗,新能源,电汽等领域。
|
产品型号
|
品类
|
Status
|
Polarity
|
VCEO(V)
|
PCM
|
IC
|
VCBO(V)
|
VEBO(V)
|
hFE@VCE(V)
|
hFE MIN
|
hFE MAX
|
hFE@IC
|
VCEsat(V)
|
VCE@IC
|
VCE@IB
|
Package
|
|
MMDT3906_SOT-363
|
双晶体管
|
Active
|
PNP
|
-40
|
200(mW)
|
-200(mA)
|
-40
|
-5
|
-1
|
100
|
300
|
-10(mA)
|
-0.4
|
-50(mA)
|
-5(mA)
|
SOT-363
|
选型表 - 长晶科技 立即选型
江苏长晶科技产品介绍-----MOSFET
描述- 江苏长晶科技（JSCJ）是一家专注于MOSFET研发、生产和销售的企业。公司拥有超过15年的晶圆设计经验，与国际一流封测基地合作，具备高品质和高可靠性的产品。JSCJ产品涵盖低压、中压和高压MOSFET，应用于电源、家电、电动工具、无人机等多个领域。公司拥有滁州、宿迁两大生产基地，具备世界顶级的封装测试能力。
型号- MB10S,12N65,ABS210,CJU50SN10,CJAC40N03,HS-CJAC80N03,CJAB35P03,07N65,CJ431,LS-CJAB25N04,CJAC110N03,CJB130SN10,CJAC65SN15,MSB30M,CJAC90SN12,CJAC65SN10,CJB110SN10,CJAC13TH06,CJAB60N03,M4 SERIES,CJP110SN10,08N65,CJBM3020,SS8050,S2MF,CJAC110SN10,RS2MF,ABS10,CJAC150N03,CJU100N03,CJAC80N03,10N65,CJAC70N03,1N5819,CJBA3139K,HS-CJAC20N03,ESDBL5V0Y1,HS-CJAB25N04,1117,CJQ12SN06,LS-CJAC140SN04,CJU110N03,4148,CJP130SN10,CJAC140SN04,SCJ6225,CJAB20N07,CJ6300,CJAC200SN04,CJBA3134K,CJAC10TH10,CJAB55N03,M7 SERIES,SCJ6330,ESDBM12VA1,HS-CJAC140SN04,SS8550,CJ3401,CJU130SN04,CJ3400,DSR1M,CJAC75SN10,SCJ75XX,FFM107-M,1N4148
长晶科技推出多款小封装TVS管、晶振和MOS，针对TWS耳机充电仓可提供多样化搭配方案
TWS耳机市场发展迅猛，在人手一副耳机的时代，针对TWS耳机充电仓，长晶科技可提供小封装（0201、0402）TVS管，小封装（SMD2016）晶振，小信号MOS及锂电保护MOS（CSP封装），丰富的产品型号，为充电仓提供多样化的搭配方案。
BC237/BC238/BC239 TO-92塑封晶体管
描述- 本资料介绍了江苏长景电子科技有限公司生产的TO-92封装的三极管（NPN型），包括BC237、BC238和BC239型号。资料提供了这些三极管的特性参数、最大额定值、订购信息和包装方式。
型号- BC237,BC239,BC238,BC239-TA,BC237-TA,BC238-TA
SOT-23 RoHS (SGS) 测试报告（SHAEC2026173104）
描述- 本报告为江苏长晶科技有限公司提供的三极管样品的测试报告，编号SHAEC2026173104，测试日期为2021年1月4日。报告内容包括样品描述、测试项目、限值、测试方法和结果。测试结果显示，样品中镉、铅、汞、六价铬、多溴联苯（PBBs）、多溴二苯醚（PBDEs）、邻苯二甲酸酯等有害物质的含量均符合欧盟RoHS指令2011/65/EU附录II的修正指令（EU）2015/863的限值要求。
CJ3401A SOT-23塑料封装MOSFET
描述- 本资料介绍了江苏长景电子科技有限公司生产的CJ3401A型P沟道增强型场效应晶体管（MOSFET）。该器件采用SOT-23封装，具有低导通电阻和高电流承载能力。资料详细列出了其最大额定值、电气特性、开关特性和封装尺寸。
型号- CJ3401A
BC636/BC638/BC640 TO-92塑封晶体管
描述- 本资料介绍了江苏长景电子科技有限公司生产的TO-92封装的三极管BC636、BC638和BC640。这些高电流三极管具有不同的集电极电压和功率耗散能力，适用于各种电路设计。
型号- BC640,BC640-TA,BC636,BC638,BC638-TA,BC636-TA
【选型】长晶科技PMOS CJM1216可兼容替换DMP1005UFDF助力光模块缓启动电路设计，解决市场缺货难题
长晶科技PMOS CJM1216兼容替代Diodes的DMP1005UFDF，两者有相同的Vds 电压-12V，针对光膜块金手指3.3V电源轨，已预留充足余量；CJM1216与DMP1005UFDF的节温都为-55~150℃，保证MOS管的可靠性；另外两者栅极的阈值电压Vgs（th）基本一致，在实际应用时不用更改MOS栅极驱动电路参数；
长电科技分立器件部门成立长晶科技公司，主营二/三极管、晶振、MOSFET、电源管理、运放等产品
近日，长晶科技签约世强硬创电商，授权世强代理旗下所有产品系列和型号，涵盖二极管、三极管、MOSFET、LDO、DC-DC、频率器件、功率器件等品类。长晶科技拥有国内高密度集成电路国家工程实验室、国家级企业技术中心、博士后科研工作站等，长期为集成电路封装测试企业提供从芯片中测、封装到成品测试及出货的全套专业生产服务。在频率器件产品领域，长晶科技自主研发设计生产出1612、2016小尺寸晶振，具备着超
BC635/BC637/BC63 TO-92塑封晶体管
描述- 本资料介绍了江苏长景电子科技有限公司生产的TO-92封装的三极管（NPN型），包括BC635、BC637和BC639型号。资料提供了这些三极管的特性、最大额定值、典型特性和封装尺寸等信息。
型号- BC63,BC639-TA,BC635,BC637,BC639,BC637-TA,BC635-TA
电子商城
现货市场
服务
定制液冷板尺寸5mm*5mm~3m*1.8m，厚度2mm-100mm，单相液冷板散热能力最高300W/cm²。
最小起订量： 1片 提交需求>
可定制LAMP LED、 CHIP LED、 PLCC LED、 汽车用车规级LED、COB LED的尺寸/电压/电流等参数，电压1.5-37V，电流5-150mA，波长470-940nm。
最小起订量： 30000 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论