MOS 电平转换电路故障

radioes8

如图MOS 管做电平转换，双向电平，3.3V 与 1.8V 转换。出现问题是输入0电平的时候，输出电平是0.63V. 根据VSD 曲线查询，ISD=1.8/2200=0.8mA , VSD=0.6V , VGS=1.2V(实测1.17V) 大于VGSth MAX(1.1V),  为什么VDS 无法完全导通？ VS 为什么不是0V?
% E/ G# L( f- m

bazhonglei

2 A! F+ p* f% M8 h( a; @' y
/ a5 t# R! j  L* n3 h输入为0，由于VGS=0，MOS管截止，但是由于体二极管的存在，导致VS=0.6V，此时VD=0，VG=1.8V，VT=1.1V，VGD>VT，mos工作在可变阻区。

超級狗

3. 手册中明确写的东西肯定是对的，但是没有的东西不能说是错误。图表中只标注到了最小gs电压2.5V，意思是2.5V以下可能满足要求，但是不保证满足要求。

8 H+ B) B2 f) z! S" ~6 u& L: ^意思是 2.5V 以下可能满足要求，但是不保证满足要求。
) C) g0 c) M$ ^0 M3 p5 I" s
0 Y1 b9 g' o8 c6 M- W  n3 H龍大狗然是論壇中流砥柱，您點到重點了！

huo_xing

radioes8 发表于 2025-4-20 22:38
看了几遍您的帖子，还是没有看到重点。能详细帮忙解释下吗？
4 O. B: d/ V) J8 u. n' s) t1.目前看到饱和导通条件，要求VDS 大于(VGS ...

知道问题在哪了。但思想还没完全搞对。
针对Id，Vds（Vgs）这个图需要仔细理解。
1. 这个图表示在给定的gs电压下，Id和Vds电压的关系。
6 m, p2 }6 E& V1 [3 h' V$ i+ W2. 有的手册中给出的gs电压最小是2.5V。可能有两点：第一他们完全就是从2.5V开测试的。第二测试了低于2.5V情况，但是忘了放上去。你觉得哪个可能性更高？
3. 手册中明确写的东西肯定是对的，但是没有的东西不能说是错误。图表中只标注到了最小gs电压2.5V，意思是2.5V以下可能满足要求，但是不保证满足要求。
4. 从逻辑上说导通电压阈值1.1V。但不是说1.1V完全导通了并且导通压降就能满足你应用的要求。

超級狗

radioes8 发表于 2025-4-20 22:38
0 I) M8 e: a$ `1 f看了几遍您的帖子，还是没有看到重点。能详细帮忙解释下吗？
1.目前看到饱和导通条件，要求VDS 大于(VGS ...

樓主大人：
要詳細寫得花點時間，我找時間再給完整的答覆。但可以給您幾個提示，您先想一下！

' }: B+ v& X7 R% K( D% B, N. H

• 臨界電壓（Threshold Voltage）V_GS(th) 的定義是什麼？
• 您選了一顆臨界電壓（Threshold Voltage）V_GS(th) = 1.1V Maximum 的 MOS 管，但為什麼通道電阻 R_DS(on) 的規格它只標示到 V_GS = 2.5V？（這是我說剪貼內容有蛛絲馬跡可尋的地方）
• 我想看完整的規格書，也是想確認 V_DS v.s. I_D 曲線是否 V_GS 最低也只標到 2.5V。
• MOS 管導通時是在 V_DS v.s. I_D 曲線的什麼地方？
  3 K/ F& b) ?: Q

' T" H8 m/ v4 u2 x四個問題若能想通，問題自然就解了！

. B; ^( U  J) B" S8 V) c您選臨界電壓（Threshold Voltage）V_GS(th) < 1.8V 的型號觀念上沒錯，關鍵是這些器件規格定義太坑爹，很少人會注意到！


% k$ e' P# M6 R: O6 c8 K
% W* L* |: x9 s: ^8 E. }

超級狗

/ s2 t. M4 u9 B

• 請參閱一下面這幾篇討論：
  https://www.eda365.com/forum.php?mod=viewthread&tid=771590
  https://www.eda365.com/forum.php?mod=viewthread&tid=771697
• 您剪貼的規格書片段，還是有線索可循，再多看幾遍。
• 小弟以往任職過的爛公司，都是用暗蝦密（On-Semiconductor）NTA4153N，動作上沒出過什麼問題。比對之下你能發現什麼問題或差異？
• 多數攻城獅都喜歡抄這電路，而大家也都秉持會動就好的原則，從沒仔細去量測過 I²C 訊號，但其實它在 1.8V 下工作是有風險的。
  

# E7 z& n" e3 e  z' h

huo_xing

iic工作频率多少？这个电路很多资料都说能到300K+，但是上了100K最好弄示波器看下波形。以前在uart的115200吃过亏

huo_xing

超級狗 发表于 2025-4-18 08:02

請參閱一下面這幾篇討論：
6 G& v4 ?' q* g4 Shttps://www.eda365.com/forum.php?mod=viewthread&tid=771590
1 T: a1 V( Q6 M) C2 r. z3 Phttps://w ...

( y/ Q2 E0 M+ P8 q狗版主果然牛。Vds最小电压就是0.6V。这个参数太让人误解为二极管导通了。
实际上可能mos已经完全导通了，但是参数选择错误给人造成误解
- v1 ]8 h% C9 ]5 @' i

db-_-

+ K/ K+ r9 f6 C  P9 m! H; z
怎么写啥都是不良信息呢。想修改一下信息，发不出来。

willyeing

学习了，谢谢

huo_xing

db-_- 发表于 2025-4-18 10:34
7 P- T& O; A0 N! {向大佬们学习了一下。我认为可能是这样的。
1、输入3.3V，输出1.8V，VGS = 0，进入截止区。输出完全由上拉 ...

第二条你搞错了。ds压降是由电流决定的，不是反过来。从设计理论上来说，ds压降是不需要的，只是实际生产工艺不行，有内阻存在
6 H7 S6 q. M. S+ H8 S

超級狗

樓主大人：
. ]' p; s/ u) i# G1 s當年同事的電路上好像用了 2.2KΩ 的上拉（Pull-Up）電阻，記憶中我們調到 240Ω 才會動，但這樣就耗電了。
& S# T. d' |- H- j8 o
% B& U( V* n2 R; [2 Y$ K9 ]4 _如龍大建議，挑顆特性好一點的 MOS 管才是正解，但可以當實驗試試看。
* `4 E+ L2 J" I* B+ N1 M6 b' l
還好當年那個計劃沒量產，我只是幫同事免除被領導凌遲的災難。
# i5 Z) r' w  d# h" s4 g
7 K9 ~6 t7 c% ^, u" _
3 [6 p; g7 j5 I" O/ F) E
4 A: {0 o1 |$ M/ J  f: p- D! l
1 i0 ?, M& \# [2 }7 _3 ^0 ?

超級狗

其實暗蝦密（On-Semiconductor）NTA4153N 是當年師傅他們選的，作為徒弟、我們大多也是照抄沒去多問。

$ G0 z8 N/ }+ x6 R% C今日有人提問、再去翻一下規格書，這顆的特性真的是好呀～業界幾乎無人能匹敵！

2 N- Q: a8 p, ~: x( {0 E

超級狗

超級狗 发表于 2025-4-18 08:02請參閱一下面這幾篇討論：
https://www.eda365.com/forum.php?mod=viewthread&tid=771590
+ }) s; K: N* E# ihttps://w ...

樓主大人：
  o& z: W& g0 }1 C0 W* O" Q9 Y提醒一件事！暗蝦密（On-Semiconductor）NTA4153N 特性雖好，但它是 SC-70（或稱 SOT-416）封裝、比 SOT-23 還小一點。
$ F3 U/ n5 g# X: b8 A
如果您要 SOT-23 封裝，小弟倒是建議虐死批你呀（Nexperia）BSH103，這顆規格書上有特別寫到下列特性。
2 F& O$ E0 J3 H) S& d5 w8 l
‘Glue-logic’; interface between logic blocks and/or periphery.
, p! [( W* D. B* q針對周邊邏輯介面應用！

我們習慣上是抄師傅的設計，所以一直沿用暗蝦密（On-Semiconductor）NTA4153N 。
8 E6 H- p: @+ d7 r9 z6 J1 Z

: K3 h, n( R4 a8 t( q. ]- Q
  _; O6 O( s# \, B+ v. W; t
0 m" \6 a6 \* V4 ~( Q" y# Q

radioes8

超級狗 发表于 2025-4-18 08:02

請參閱一下面這幾篇討論：
https://www.eda365.com/forum.php?mod=viewthread&tid=771590
& D' C4 J' ]* H. o/ mhttps://w ...

" O# D0 \4 k6 H: L) d看了几遍您的帖子，还是没有看到重点。能详细帮忙解释下吗？
) Z( ?8 }+ w1 d1 V1.目前看到饱和导通条件，要求VDS 大于(VGS-VGSth) ，目前设计VSD 是一直小于0的，所以没法满足这个饱和导通条件
2. 目前设计是遇到个例不良。就我自己的角度，觉得哪里有问题，但是没找到具体哪个参数不匹配。
4 F7 o' F4 M3 M7 E, D  P
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