¿Por qué usar un “interruptor de carga” y no solo un transistor como interruptor?

Podría usar un solo FET, pero hay varias ventajas al usar un interruptor de carga IC.

1. Se pueden cambiar los voltajes más altos que el micro voltaje. (Esto también se puede hacer usando 2 transistores).
2. El interruptor de carga tiene incorporada una limitación de corriente de entrada. Esto también se puede hacer con componentes discretos, pero requiere más ingeniería.
3. La mayoría de las veces, los conmutadores de carga tienen supervisión, como salidas con buena potencia o sobrecorriente, etc.
4. El análisis de tolerancia es más fácil cuando todo el circuito está en un dado con datos garantizados sobre su rendimiento.

Como con todo lo relacionado con la ingeniería, las compensaciones.

Además de lo que otros encuestados ya han escrito, un interruptor hecho con un MOSFET de una sola potencia tendrá un diodo corporal entre la fuente y el desagüe. Como resultado, el interruptor puede bloquear la corriente solo en una dirección. En la otra dirección, el diodo del cuerpo conducirá si el interruptor está abierto o no.

Un interruptor de carga integrado normalmente puede bloquear la corriente en ambas direcciones. Esto se realiza controlando el sesgo del volumen en el MOSFET o usando dos MOSFET de forma consecutiva.

En este caso, el segundo transistor está realizando una función de cambio de nivel. El MOSFET de canal P requiere una señal de control activo-bajo que está referenciada a su terminal fuente (es decir, a través de la resistencia). El dispositivo de canal N le permite controlar el conmutador utilizando una señal lógica activa-alta referenciada a tierra, que es mucho más conveniente en la mayoría de las aplicaciones.

El propósito de este diseño muy común, que también incluye transistores BJT, es aislar la señal 'EN', que puede ser de una fuente de bajo voltaje. Además, es posible que la fuente no tolere el alto voltaje por encima de 3.3 VDC o 5 VDC en sus terminales de salida.

El transistor PMOS también podría ser la mayoría de cualquier transistor PNP. Puede encender o apagar un voltaje extremadamente alto, como 300 VDC para una larga cadena de LED. Podría ser el interruptor de alimentación principal para todo tipo de gadgets mientras se mantiene 'EN' aislado. El límite máximo de voltaje para los MOSFET en este momento es de unos 700 VCC.

Debo tener en cuenta que el transistor NMOS estará expuesto a la misma tensión Vin a través de la resistencia de polarización, que se utiliza para asegurarse de que la PMOS esté APAGADA si 'EN' está bajo o en su voltaje de tierra / fuente (cero voltios) . El NMOS puede ser el tipo que se enciende a aproximadamente 5 VCC o 10 VCC, dependiendo de la lógica que lo conduzca.

EDITAR: Debido a que el PMOS está conectado a tierra cuando está encendido, el límite para Vin es de 20 VCC o menos. Gracias a @BeBoo por señalarlo. Para voltajes más altos, el voltaje de la fuente de la compuerta se debe fijar con un diodo Zener.