Mengapa menggunakan "load switch" dan bukan hanya satu transistor sebagai saklar

Saya mencoba memahami keuntungan menggunakan 'load switch "untuk berpindah aplikasi.

Saklar beban (seperti yang di bawah), memiliki dua transistor untuk melakukan pekerjaan. Mengapa saya tidak bisa menggunakan satu transistor saja (bjt / fet) untuk melakukan hal yang sama?

Anda bisa menggunakan FET tunggal, tetapi ada beberapa keuntungan menggunakan IC sakelar beban.

1. Tegangan lebih tinggi dari tegangan mikro dapat diaktifkan. (Itu juga bisa dilakukan dengan menggunakan 2 transistor.)
2. Saklar beban memiliki batas arus inrush bawaan. Ini dapat dilakukan dengan komponen diskrit juga, tetapi membutuhkan lebih banyak rekayasa.
3. Lebih sering daripada tidak, sakelar beban memiliki pemantauan, seperti keluaran daya baik atau arus berlebih, dll.
4. Analisis toleransi lebih mudah ketika seluruh rangkaian berada pada satu mati dengan data yang dijamin pada kinerjanya.

Seperti halnya semua hal rekayasa, pertukaran.

Selain apa yang telah ditulis oleh responden lain, saklar yang dibuat dengan kekuatan tunggal MOSFET akan memiliki dioda tubuh antara sumber dan saluran. Akibatnya, sakelar hanya dapat memblokir arus dalam satu arah. Di arah lain, body diode akan melakukan apakah sakelar terbuka atau tidak.

Sakelar beban terintegrasi biasanya dapat memblokir arus di kedua arah. Ini dilakukan dengan mengendalikan bias bulk di MOSFET, atau dengan menggunakan dua MOSFET secara berurutan.

Dalam hal ini, transistor kedua menjalankan fungsi level-shifting. P-channel MOSFET membutuhkan sinyal kontrol aktif-rendah yang dirujuk ke terminal sumbernya (yaitu, melintasi resistor). Perangkat N-channel memungkinkan Anda untuk mengontrol sakelar menggunakan sinyal logika aktif-tinggi referensi tanah, yang jauh lebih nyaman di sebagian besar aplikasi.

Tujuan dari desain yang sangat umum ini, yang termasuk transistor BJT juga, adalah untuk mengisolasi sinyal 'EN', yang dapat berasal dari sumber tegangan rendah. Juga sumber mungkin tidak mentolerir tegangan tinggi di atas 3,3 VDC atau 5 VDC logika tegangan pada terminal keluarannya.

Transistor PMOS juga bisa sebagian besar transistor PNP. Ini dapat menghidupkan atau mematikan tegangan yang sangat tinggi, seperti 300 VDC untuk rangkaian panjang LED. Ini bisa menjadi saklar daya utama untuk semua jenis gadget sambil menjaga 'EN' tetap terisolasi. Batas tegangan maksimum untuk MOSFET saat ini adalah sekitar 700 VDC.

Saya harus mencatat bahwa transistor NMOS akan terkena tegangan Vin yang sama melalui resistor bias, yang digunakan untuk memastikan PMOS dimatikan jika 'EN' rendah atau pada tegangan ground / sumbernya (nol volt). NMOS dapat berupa tipe yang menyala penuh pada sekitar 5 VDC atau 10 VDC, tergantung pada logika yang mengendarainya.

EDIT: Karena PMOS di-ground ketika dinyalakan, batas untuk Vin adalah 20 VDC atau kurang. Terima kasih kepada @BeBoo karena menunjukkannya. Untuk tegangan yang lebih tinggi tegangan sumber gerbang harus dijepit dengan dioda zener.