Como descubrió su intuición, el problema es que su pin "tolerante a 5V" tiene una pinza de diodo para VDD_IO (que supongo que se ejecuta a 3V). Si pones una resistencia de pull-up a 5V en ese pin y mides el voltaje, apuesto a que estaría en el estadio de béisbol de 3.5-3.6V, es decir, el diodo se está atascando, lo que hace que el pin llegue al VDD_IO.
Las entradas "tolerantes a 5V" son un nombre poco apropiado para la comercialización: en realidad no se puede dirigir una señal de 5V dura a una entrada "tolerante a 5V". debe conectarlo a través de una resistencia en serie que puede disminuir la tensión de salida de 5V a 3V sin una corriente significativa.
Entonces, si un pin "tolerante a 5V" no es realmente "tolerante a 5V", ¿qué tiene de diferente un pin no "tolerante a 5V"? Supongo que los diodos de pinza no estarían presentes en un pin regular, por lo que una resistencia en serie no dejaría caer ningún voltaje, por lo que la señal de 5 V golpearía el pin de entrada y quemaría las puertas de los transistores de entrada. Sin las entradas "tolerantes a 5V" (sí, voy a seguir poniendo eso entre comillas), necesitaría dos resistencias (para formar un divisor), en lugar de solo una. Meh.
De todos modos, en consecuencia, nunca podrá apagar completamente su P-FET, ya que nunca podrá obtener ese pin de E / S a 5 V, incluso con una resistencia de pull-up.
No hay forma de evitar ese diodo de pinza interna, por lo que tendrá que usar un N-FET de nivel lógico externo para funcionar como una salida de drenaje abierto "verdadera". Luego use una resistencia de pull-up en la compuerta P-FET.
Probablemente estés intentando construir algún tipo de interruptor de lado alto; puede consultar a Google para obtener esquemas, pero para el control de encendido y apagado de baja frecuencia y baja potencia, algo como esto es típico:
Estecircuitonoesinverso;unENABLEaltoactivarásucarga(V-OUT).
TengaencuentaqueR1garantizaqueelN-FETestá"apagado" cuando el pin de la MCU se encuentra en un estado indefinido (por ejemplo, durante el REAJUSTE cuando es probablemente una entrada de alta impedancia).
El pin está en el lado derecho de la imagen. La compuerta del pFET tiene una capacidad de 2900pF y tiene un umbral de Vgs de entre -1 y -2V. pFET va a conducir un convertidor de dinero y necesito cambiarlo lo suficientemente rápido para obtener 500 kHz.