【应用】N沟道MOSFET 2N7002用于USB接口控制电路的解决方案，保证USB接口工作稳定

时间： 2020-12-10 来源：世强

技术问答

该项目是一块液晶屏的终端控制板，其USB接口用于连接上位机，接收下发的显示命令，2N7002用于控制USB接口的上拉电阻通断，以便上位机对USB设备进行枚举。

2N7002是长晶科技生产的一款N沟道MOSFET ，使用高单元密度的 MOSFET 技术生产，具有可靠的快速开关性能。同时2N7002采用SOT-23封装，可有效减少PCB板的占用空间，其价格仅需要0.1~0.2元/PCS，对板卡的整体BOM成本而言微乎其微。适合低电压、小电流应用，如LED驱动、PWM驱动和其他开关应用。

控制板主要功能框图如下所示

图 1 控制板主要功能框图

该控制板采用STM32F407作为核心处理器，一端通过I2C接口外接一块点阵LCD显示屏，另一端通过USB连接到上位机。LCD屏通过触摸功能进行人机交互，将按键信息发送给STM32控制器，经控制器处理后通过USB接口发送给上位机，再根据需要上传到远程服务器。上位机和服务器对信息进行处理后通过USB接口将结果返回给STM32控制器，在LCD上显示相应内容。2N7002用于STM32F407的USB接口电路，STM32F407工作于USB Device模式，在控制板上电时STM32F407会控制2N7002导通，将USB接口的DP信号上拉到电源，这样上位机就可以检测到有USB设备接入，然后对USB设备进行枚举和初始化。

2N7002的主要参数如下表所示

表 1 2N7002主要参数列表

控制板USB接口部分电路图如下所示

图 2 2N7002 USB接口控制电路图

该电路用了两个2N7002对USB接口的DP信号进行控制，USB接口信号DP和DM以及控制信号EN#都连接到STM32F407处理器。这里采用了两级MOSFET来做控制，原因是MOSFET为电压型控制器件，栅极对电压很敏感，SMT32F407上电复位期间（一般几十ms至100ms）EN#引脚输出为高阻态，虽然是高阻态，但是仍然会有很小的泄漏电流（一般是μA级），这个电流会导致该引脚对外呈现高电平状态，如果只用一级N沟道MOSFET，这个电压会使2N7002短暂导通，造成误动作。增加一级2N7002后，处理器的高阻态加上R36的上拉会使Q1进入更稳定的导通状态，确保Q2完全截止。因为2N7002开关时间为ns级，在EN#有效之后可以使Q2迅速导通，使控制板的USB接口实现了对上位机的快速响应。

电路的工作原理简述如下：

系统上电时EN#为高阻态，Q1因为栅极上拉而导通，使Q2的栅极变为低电平，因此Q2截止，此时DP的1.5K电阻与3.3V电源断开，上位机无法检测到USB设备插入。当EN#变为低电平后，Q1截止，Q2因为R39上拉而导通，此时USB的DP信号就被R38上拉到3.3V电源。上位机因此检测到USB设备的接入，从而开始对STM32F407的USB设备进行枚举和初始化工作。

上图中DP和DM上分别加了一颗ESD保护器件，用于防止USB线缆插拔时静电对STM32造成损坏。

板卡的实物图如下所示。图中Q1，Q2即为2N7002。

图 3 2N7002板卡实物图

该控制板样板经过实际测试，在控制板上电后，STM32F407在很短时间内就可以控制2N7002打开USB接口的上拉电阻，使上位机可以及时发现并枚举USB设备，然后迅速进入通信状态。有效保证了USB接口的正常、稳定通信以及系统的可靠运行。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由深蓝的鱼提供，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”。

全部评论（0）

暂无评论

【产品】国产Cu-Clip封装的SGT工艺MOSFET CJAC100SN08U，RDS低至3.0mΩ

长晶科技的SGT工艺MOSFET CJAC100SN08U，漏源级击穿电压为80V，连续漏极电流为100A，不含卤素，符合RoHS标准。该产品采用先进的Cu-Clip封装工艺，封装形式为PDFNWB5×6-8L。

新产品发布时间 : 2021-10-26

【视频】长晶科技推出全新CSP封装MOSFET,阻值低至1mΩ用于锂电保护

型号- CJ8208SP,CJ8209SP,CJ8218SP,CJ6207SP

商品及供应商介绍 - 长晶科技 PPTX 中文下载

AD-CJAN3R5SN04CH Plastic-Encapsulated MOSFET

型号- AD-CJAN3R5SN04CH

数据手册 - 长晶科技 - Version 1.2 - 2024/4/22 PDF 英文下载

【选型】CJAC130SN06L_PDFNWB5X6-8L-B助力60W快速充电器同步整流MOSFET设计

为实现60W PD快充高效设计，针对同步整流MOSFET选型，推荐长晶科技CJAC130SN06L_PDFNWB5X6-8L-B，采用SGT工艺，最大漏源电压60V，最大漏电流130A，最大耗散功率130W，最大导通电阻仅3.2mΩ。

器件选型发布时间 : 2023-06-30

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

公司动态发布时间 : 2020-12-23