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?

bazhonglei

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。

0 s9 s3 d! O7 {- x! S  x$ ^" f意思是 2.5V 以下可能满足要求，但是不保证满足要求。

( B, @" O. N! e1 R6 C7 S龍大狗然是論壇中流砥柱，您點到重點了！


, b8 o/ a' x9 ]. U7 A: H

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？
1.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。
$ f+ ~. g2 j% G4 R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。
2. 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
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？
( K% m: X) Y2 j, w7 z4 n# o5 G1.目前看到饱和导通条件，要求VDS 大于(VGS ...

: ?' \$ {. `3 U: N! j1 V- p. d0 t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！
6 V, P# C! `$ T( v. c' h* f* a+ J
& K6 `( F8 A% E

• 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 _5 u) ]- ?) G( h9 T

8 C8 B- }/ {7 C0 }: L# s四個問題若能想通，問題自然就解了！
9 u4 ^! M2 ^) p7 C# a/ S
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！
" }. L" B4 Q& f

超級狗

• 請參閱一下面這幾篇討論：
  https://www.eda365.com/forum.php?mod=viewthread&tid=771590
  8 s9 Q, f6 P+ hhttps://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。
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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：
https://www.eda365.com/forum.php?mod=viewthread&tid=771590
https://w ...

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。
' O8 L. U  z# ^# i* u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

db-_-

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
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 ...

6 d5 _6 w+ [% z; ~/ e! a4 g7 P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
% {5 v; b! ?6 r- l

超級狗

樓主大人：
- q! Z8 b. q, l+ {1 I: I6 `3 E! M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。

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。
+ |  g1 U  l' }  z* Q/ I6 C# d. T
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。

# E7 o( g5 v* f6 h1 L) h* Z7 _

. y2 X; _: d! V- y4 h+ k

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。
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( j( M6 @! M" \/ ]% k2 Y, f0 T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！
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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
https://w ...

: F. x0 z1 S/ M# G8 |/ K6 t, }樓主大人：
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。
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3 g: E+ p- B/ v! m0 t' d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。

‘Glue-logic’; interface between logic blocks and/or periphery.
針對周邊邏輯介面應用！

; f8 y: d: l$ w' T: j) i我們習慣上是抄師傅的設計，所以一直沿用暗蝦密（On-Semiconductor）NTA4153N 。
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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
! N4 |0 w& d0 L9 i) I4 yhttps://w ...

" G) n$ N- V8 ?9 i3 m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？
) p% [& i3 f/ ~( \1.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。

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