アナログ電子回路技術者同士の交流のためのアナログ・デバイセズ提供の掲示板サイトです。
日々の回路設計活動での課題や疑問とそれらの解決、あるいはご意見やご提案などの投稿を是非お寄せください!
  トップページに戻る
 現在の総記事数
 Translation
スタッフ
 

閲覧数の多い投稿

* ランキング情報は約24時間おきに更新されます。
ポイント数が高い投稿

* ランキング情報は約24時間おきに更新されます。

アナログ電子回路コミュニティサービス終了のお知らせ

平素はアナログ電子回路コミュニティをご愛顧いただき誠にありがとうございます。

この度、アナログ電子回路コミュニティは2018年3月末日をもってサービスを終了することとなりました。それに伴いまして、本サービスへの新規会員登録は2月末日をもって締切りといたします。約10年という大変長い間、たくさんの皆様にコミュニティをご利用いただきましたこと、深く感謝申し上げます。

なお、コミュニティに掲載しているコンテンツは編集の上、アナログ・デバイセズ社のウェブサイトに随時掲載していく予定です。詳細は追って会員の皆様にお知らせいたします。

今後ともEDN Japanをご愛顧くださいますようお願い申し上げます。


アナログ電子回路コミュニティ運営事務局
* LTC製品に関するご注意
申し訳ございませんが、現時点ではリニアテクノロジー社製品についてのお問い合わせは、リニアテクノロジー社の 技術サポートページ からお問い合わせください。

スレッド一覧に戻る

fas19df
タイトル
下の回路でソース不定でもなぜMOSFETがONになるでしょうか?
ポイント []
pt.
アクセス763
カテゴリーパワーマネジメント
キーワード Q2-D電圧   Q1-S   MOSFETQ1   添付写真   ロードスイッチ回路   Powered by Yahoo
投稿日時17/09/19 12:27
なぜ添付写真のロードスイッチ回路で,Vgs間ではなく,ソース不定の状態でゲートに電圧をかけると,MOSFETQ1, Q2がONするのでしょうか?添付写真の回路では,Q1, Q2がオンしてQ1-S, Q2-D電圧が約5Vです.不思議でたまりません.ちなみに12V電源を3VにするとQ1-S, Q2-D電圧は約1Vになります.よろしくお願いします.
※このデータをダウンロードするにはログイン(ユーザー登録)が必要です。

コメントする     


fas19df 回答番号 14
タイトル
Re: フォトモスリレー
ポイント
pt.
アクセス488
投稿日時17/09/22 09:08
IKUZO様
フォトモスリレーはいいですね.型名まで教えてくださって助かります.自分なりにこの方法が良いというものを示せればよいのですが,時間がかかっております.ありがとうございます.

fas19df 回答番号 13
タイトル
Re:バッテリーの充放電回路ですか?
ポイント
pt.
アクセス493
投稿日時17/09/22 09:02
リカルド様
返信ありがとうございます.詳しくは言えませんが,ロードスイッチは2つあって,1つは今述べているもので,もう1つは仰る通りバッテリーの充放電回路です.こちらは単方向のロードスイッチです.アドバイスいただいた通り,こちらはP型を使いたいと思います.フォトモスなどいろいろな方法をアドバイス頂いたため,自分のアプリケーションの仕様なども考えて,自分なりに整理したいと思います.いつもお世話になっています.ありがとうございます.

IKUZO 回答番号 12
タイトル
フォトモスリレー
ポイント
pt.
アクセス544
投稿日時17/09/22 07:54
フォトモスリレーを使用されると、部品は少ないですよ、試しにTLP172A等を使用してみてください、非常に使いやすいです、内部抵抗や耐電圧は現在種々のものがあります、ただオーディオー用に導通抵抗が0.0001Ωで100A等は無理かもしれませんが

リカルド 回答番号 11
タイトル
バッテリーの充放電回路ですか?
ポイント
pt.
アクセス531
投稿日時17/09/21 22:52
>双方向に電力を遮断するためです.
 
 バッテリーの充放電回路ですか?
 それなら、P型を使います。
 
 そのような制御回路用ICのアプリケーションを見れば出てくるでしょう。

fas19df 回答番号 10
タイトル
Re: 何のためにQ1とQ2を向かい合わせにしているんですか
ポイント
pt.
アクセス563
投稿日時17/09/21 10:37
リカルド様,IKUZO様
私の質問が悪くてすいません.2つのMOSFETを逆接続しているのは,双方向に電力を遮断するためです.1つのMOSFETだと寄生ダイオードがあるため,双方向に電力を遮断できないからです.
私の質問した回路は,実際の回路を簡略化したものなため,わかりづらいと思います.現在は入力がどちら側になっても双方向に電力を遮断できる方法を考えています.

fas19df 回答番号 9
タイトル
フォトモス検討します
ポイント
pt.
アクセス579
投稿日時17/09/21 10:26
MUSUSU2様
ありがとうございます.フォトモス検討します.フォトモスに慣れていないため,使い方を勉強中です.やはり直接制御できる方が良いです.

IKUZO 回答番号 8
タイトル
何のためにQ1とQ2を向かい合わせにしているんですか-2
ポイント
pt.
アクセス596
投稿日時17/09/21 07:39
私もリカルドさんと同じく頭をかかえますね、PチャンネルとNチャンネルの組み合わせと勘違いしている?

リカルド 回答番号 7
タイトル
何のためにQ1とQ2を向かい合わせにしているんですか
ポイント
pt.
アクセス618
投稿日時17/09/20 22:40
 何のためにQ1とQ2を向かい合わせにしているんですか。

MUSUSU2 回答番号 6
タイトル
フォトモス構成の検討をお勧めします。
ポイント
pt.
アクセス639
投稿日時17/09/20 11:23
fas19df様へ
 単純なロードスイッチで、スイッチング時間が0.1mS 位で良いのなら、フォトモス構成をお勧めします。 Panasonicなどのフォトモスリレーは種類がたくさんありますが、ON抵抗を特に小さくしたいなら、ディスクリートのFETと光FETドライバー、(Panasonic APV2111**など)で組んではどうでしょう。 ONにするために数mA必要ですが、回路は簡単です。
この手のドライバーは、VgsOn≒10V程度のFETを対象としているとおもうので、FETとの適合性のチェックは必要と思いますが。

fas19df 回答番号 5
タイトル
とても分かりやすい説明ありがとうございます.
ポイント
pt.
アクセス638
投稿日時17/09/20 09:40
MUSUSU2さん

私の質問がわかりにくいところがありましたが,こんなに分かりやすく説明していただき本当にありがとうございます.おかげで理解できました.
仰る通り,まず「ソース不定」と考えていたところから間違っていました.また動作点の説明は分かりやすかったです.
ご指摘いただいた通り,Vgsの定格を超える可能性があるため,ツェナーダイオードなど保護回路をつけくわえたいと思っています.
仰る通り,自分でもこの回路は良いとは思えません.しかし,2つのNMOSを逆接続した形でつかうこと,高価なため,ロードスイッチIC,Duty100%対応のハイサイドドライバなどを使わないという制約があるため,このような回路しか思いつきませんでした.ちなみにこの回路は実際の回路ではなく,ロードスイッチ部分をわかりやすく抜粋したものになります.
本当にありがとうございました.

MUSUSU2 回答番号 4
タイトル
細かく動作を追って
ポイント
pt.
アクセス718
投稿日時17/09/20 00:59
fas19dfさんへ

 私見ですが、提示されている回路は良い回路とは考えません。より直接的にFETのゲート-ソース間の電圧をコントロールする回路の方が、紛れがなく良いと思います。

 でも、それは別にして、質問の回路の動作を考えることにしましょう。 
まず、「ソース不定」等と勝手に考えるのではなく、個々の素子がどう働くかを、頭に入れておく必要があります。 そこでは、特にFETの特性を、電圧、電流それぞれ、正と負の領域でどういう特性を示すかを良く見るべきです。

 まず、BSZ065N03LS_L1 ドレインの電位がソース電位よりも高い場合です。
データシートの要約によれば、Vgs=4.5Vで RdsOnが約8.6mΩで、ゲートの閾値はVgsで1.2Vから2Vで、Id=250μAと記述されています。 ですから、ONにするためには、Vgs>約4.5Vとすべきでしょう。 一方しっかりOFFにするには、Vgs<1V位にはすべきでしょう。

一方、Vdsが負の時は、リバースダイオードの特性図から、Vgsが0または負でも25℃で、約0.75Vの逆電圧が掛かれば、1Aは電流が流れることが読めます。 この領域で、Vgsに4.5V 程度以上の電圧がかかれば、リバースダイオードの分がなくともONになります。

 回答番号2の質問で、「FETがONになる仕組みが分からない」ようですが、 fas19dfさんの考えで、間違っているところは、「ドレイン電圧12V、ゲート電圧10V」と思っているところです。 それぞれ、そのつもりで用意した電源の電圧なのであって、実際にその電圧がドレイン-ソース間や、ゲート-ソース間にかかる事が確実なわけではありません。
 その誤解があるから、「ドレイン電圧よりもゲート電圧を大きくすればONになるのか」と考えてしまうのです。

 基本的な御託はそれまでにして、具体的な動作を見てみましょう。まず、2つのFETをソースでつないだ部分について、見てみます。 fas19dfさんは、「ソース不定」と見たようですが、それから間違っています。2つのFETが共にOFFの場合、ボディダイオードは存在するので、ダイオード2つで、出力とV7につながっています。ですから、単純に考えて、両者の電位の内、低い方の電位に近くなります。 また、FETがONであるとすると、ほとんどV7の電位になり、出力もそれに近くなります。これは、始めの質問の回路と回答番号2の回路の両方にいえることです。

 次に、回答番号2のシミュレーション結果の解釈についてですが、第一に電圧源V6が10Vになっているのに、コメントは、5Vかのように書いてあるので、混乱しているようです。 第2の間違いは、Q1の寄生ダイオードが導通するかのように見ていることです。
 
 それを踏まえて、DC動作点を解釈しましょう。
 Q3は単純にOFFなので、Q1とQ2のゲート電位(Q2_G)は10ボルトになります。(Vgs=10Vではなく、単にVgの電位が10V)
 始めにQ2_D点が0Vだとすると、Q1_Sは、Q2の寄生ダイオードがあるためにほぼ0Vになります。 すると、Q1、Q2のVgsは約10V になりQ1,Q2はONになります。
 ONになると、V7の電流がR3へ流れていきQ2_D,Q1_Sの電位が上がっていきます。そうなると、Q1とQ2のVgsが下がっていくので、FETの動作抵抗が大きくなっていきます。 そこで、Vgsが小さくなってON抵抗が大きくなって行きドレイン電流が大きくならずQ2_Dの電位があまり上がらないどこかで、バランスし、DC動作点が定まります。
 いろいろな回路定数や、FETのデータシートの値から大まかに推定すると、Q1, Q2のVgsが2.8Vでも、Vds=2VでIdが20A程度流れるようなので、Vgsが2Vあたりで、バランスするでしょう。
 仮に2.0Vとすると
Q2_Gが10Vなので、Q1_Sの電位は10.0V-2.0V=8.0V。これはQ1での電圧降下が12V-8.0V=4.0Vになります。Q2に寄生ダイオードがなければ、Q2もほぼ同じ電圧降下になるところですが、寄生ダイオードがあるので、0.7V程度以下の電圧降下になる。
 すると出力点、Q2_Dは8.0V-0.7V=7.3V位になると概算されます。
 この例の要は、Q1, Q2がしっかりONになるわけではないということです。
 入力12V、出力7V程度ではロードスイッチらしくないですね。

 次に、始めの質問の回路、こちらは、ゲート制御用の電圧が、スイッチング対象電圧+VgsONよりも十分大きいので、Q1,Q2に電流がながれ、出力電圧が上がってもVgsはONの領域にとどまります。 Q1、Q2合わせて20mV程度の電圧降下しか起きません。


「...動かす事だけを考えていれば,ドレイン電圧よりゲート電圧を大きくすればONになるという理解でよいでしょうか?」についてですが、 
「スイッチすべき電圧+FETのVgsON以上の電源をゲート制御用に用意しなさい」が答えになります。
 
 始めに述べた、この回路形式を良いと思わないその理由は、回路動作が紛らわしいことと、Vgsの変化幅が大きいことです。 スイッチングの対象が5V程度でしたら大した問題ではないとと思いますが、より大きな電圧のスイッチングには向きません。Vgsの定格を超える可能性があるからです。
 

 

yoshi05 回答番号 3
タイトル
アナログ回路なので
ポイント
pt.
アクセス705
投稿日時17/09/19 23:44
spiceでシミュレーションしているのだと思います。

「ドレイン電圧12V」のところを、DC(部品としてはBAT)から 4-13vの三角波や正弦波に置き換えてみて、

5Ωの負荷抵抗やFETのドレイン電流と FETの Vds を観察してみてください。
FETの電力(Vds × Ids) も注意して、スイッチング(on-off)の意味を考えるといいと思います。



fas19df 回答番号 2
タイトル
Re:寄生ダイオード
ポイント
pt.
アクセス730
投稿日時17/09/19 17:03
MUSUSU2さん
回答頂きありがとうございます.なぜソース不定の状態で,ゲートにある値以上の電圧を加えたら,ボディダイオードに電流が流れるのか,スッキリしません.何か文献などがあれば教えてほしいです.
MUSUSU2さんの考えをもとに,ドレイン電圧12V, ゲート電圧10Vの場合を考えてみましたが,自分でもよくわからないものとなってしまいました.私の過程を添付しておきます.私が知りたいことはMOSFETがONになる仕組みです.
このロードスイッチ回路を動かす必要があるのですが,動かす事だけを考えていれば,ドレイン電圧よりゲート電圧を大きくすればONになるという理解でよいでしょうか?シミュレーションではそのような感じとなっています.よろしくお願いします.
※このデータをダウンロードするにはログイン(ユーザー登録)が必要です。

MUSUSU2 回答番号 1
タイトル
寄生ダイオード
ポイント
pt.
アクセス825
投稿日時17/09/19 13:41
fas19dfさんへ
 MOSFETのソース-ドレイン間には寄生ダイオードがあります。
 そのため、Q3がONの時、Q1-Sがフロートの様でも、ある電位以上になれば、Q2のソースからドレインに向けて放電され、Q2-Dよりも少し高い位の電位以上にはなりません。
 Q3がOFFになるとQ1のゲート電位が上がりQ1のゲート-ソース間電圧は12-5-0.8V位にはなります。 Q1,Q2は、ゲート-ソース間電圧4.5V でしっかりONになるようですので、Q1がオンになります。ついでに、Q2も同じゲートソース間電圧がかかるのでやはりonになります。 とすると、Q1の導通は、寄生ダイオードではなく、導通するので、約7Vのゲート-ソース間電圧がかかり、さらにしっかりONになるのでしょう。
 FETの逆電圧特性を理解すれば、分かると思います。分かりやすい回路とは思いませんが。

スレッド一覧に戻る



コメント投稿

* コメントの投稿にはログイン(ユーザー登録)が必要です。


タイトル

* 50文字以内
『初心者でも大丈夫!』
(記事の内容が初心者向けの場合はここにチェックをしてください。)
本文

* あと6000文字

ファイル1
ファイル2
ファイル3

* 5MBまでのGIF, JPEG, PDF ファイルが投稿できます。

* 入力に時間がかかると、セキュリティのためにログイン情報が破棄されて書き込みが処理されないことがあります。投稿内容確認ボタンを押す前に、一旦文章をクリップボードにコピー(本文入力欄をクリック後Ctrlキー+A、Ctrlキー+Cと連続で押す)して、再貼り付けできるようにしておいて下さい。

ゲスト 様
投稿する場合はログインして下さい。 初めての方はこちらからご登録ください。

お知らせ
ユーザーランキング

* ランキング情報は約24時間おきに更新されます。


  個人情報保護方針会社情報お問い合わせ

copyright(c) 2010 - 2017 ITmedia Inc.