Explicación necesaria sobre el uso de 2 transistores como interruptor

Si el swing de la señal digital es de 5 V completos, entonces puede usar solo el FET de canal P final.

La ventaja del circuito de dos transistores es que la tensión de alimentación que se está cambiando y la tensión de alimentación de la señal digital no tienen que ser la misma. El circuito que muestre funcionará con la tensión de alimentación hasta el máximo de G-S que puede manejar el segundo FET.

Este es un interruptor lateral superior. La mayoría de los circuitos que probablemente has visto son interruptores laterales inferiores. El cambio de lado superior agrega algunos problemas interesantes que son exclusivos de esa aplicación. Como tal, hay muchas razones para el cambio de dos etapas que indicó. Los dos principales son:

1. Incluso cuando el voltaje conmutado es el mismo que el voltaje de la fuente de alimentación lógica, el voltaje de salida lógica de alto nivel puede ser significativamente más bajo que el riel. Esto puede resultar en un cambio incoherente de un solo MOSFET de canal P.

2. La compuerta de un MOSFET es básicamente un condensador, y debido a que el MOSFET de canal P depende de esa resistencia pull-up para apagarlo, el tamaño de ese pull-up debe ser relativamente pequeño si Necesito cambiar este poder rápidamente. Como tal, la corriente que necesita para poder desplazarse hacia abajo a través del pull-up cuando el N-Channel está activado puede ser mucho mayor de lo que su GPIO puede hundir.

Beneficios adicionales

1. El control de dos etapas también le permite cambiar un voltaje mucho más alto a la carga que la fuente lógica. En teoría, puede cambiar al máximo de Vds del dispositivo de canal P con un controlador de dos etapas. Sin embargo, el circuito debería modificarse para limitar el voltaje en la puerta del canal P a debajo de Vgs_max. Además, la conmutación del lado superior de voltajes muy altos es en general problemática.

2. Al utilizar un canal N de pequeña señal para el primer dispositivo, puede reducir significativamente la carga capacitiva en el pin GPIO. Esto reduce la presión sobre este último y mantiene su suministro lógico menos "ruidoso".

Como complemento de la respuesta de @ OlinLathrop, la otra diferencia entre el FET de canal P (con o sin el FET de canal N adicional) y el FET de canal N que se muestra en su enlace es que el canal P es un interruptor de lado alto (cambia el Vcc a la carga) mientras que el canal N es un interruptor de lado bajo (cambia el terreno a la carga).

Para cargas simples sin E / S adicionales, como LEDs, motores, etc., el interruptor del lado bajo está bien. Para cargas con E / S conectadas a circuitos alimentados por separado, como otros microcontroladores o sensores, generalmente se prefiere mantener la conexión a tierra y usar un interruptor de lado alto.