Tensiones para mantener mi circuito en funcionamiento a 200 mA con NMOSFETS

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Estoy tratando de construir un circuito para enviar información usando un led IR, usando señales de pulso mis leds ( TSAL6400 ) funcionan a 1.35 V, y su corriente de pulso máxima es de 200 mA

Después de luchar un poco con los transistores BJT y darme cuenta de que, como enviaré los datos con RPI (Gpio es 3.3V, 16mA), cambié a los transistores NMOS. Encontré un distribuidor local con RFP30N06LE 

Vgs(th)= 1-2V (min,max)
Rds(on)=0.047Ohm

Mi circuito (debido a otras limitaciones, y el hecho de que necesito decidir en qué rama de leds enviar el comando, cada rama es una habitación diferente en mi casa)

Comodemostréenesteboceto,cadaunadelasramasrepresentaunahabitación,ycadavezquieroenviaruncomandoaunahabitaciónespecífica.Así,porejemplo,paraenviaralasegundaramadesdelaizquierda,activaréM2("1" = 3.3V de mi gpio a 16mA máx.), Y enviaré los impulsos activando y desactivando M5 Para alcanzar los 200 mA necesito una caída de voltaje total de 2.3 V sobre mis resistores y transistores. Si R1 = 11.5Ohm, para M1-M4: Vds=0V , Vgs=3.3V Como Vds = 0V mantendrá el transistor cerrado (sin flujo de corriente), asumo que debo aumentar el voltaje solo un poco, pero no estoy seguro de cómo hacerlo apropiado para el caso de dos transistores, uno después del otro. Si voy a utilizar Rtot=8.5Ohm + 1.5Ohm + 1.5Ohm , y colocando R1 donde ya está, R2=1.5Ohm antes de M5 y otro después. ¿Es esa la forma correcta? De esta manera: Vgs (M2) = 3V Vds (M2) = 0.3V Vgs (M5) = 3V Vds (M5) = 0.3V

¿Eso es correcto?

    
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No necesita las resistencias adicionales alrededor de M5, el circuito funcionará tal como es, pero con R1 11.5 ohms.

Vgs (th) para esos MOSFET está entre 1V y 2V, así que solo usa 2V, que es el peor de los casos en este circuito. El RPI genera 3.3V para que pueda encender fácilmente M5. Cuando M5 se active, su drenaje será de casi 0V, lo que significa que la fuente de M1 a M4 también será de 0V. El RPI puede activar fácilmente M1 a M4 porque la salida de 3.3V del GPIO excede el Vgs (th). Cuando M5 se apaga, no importa lo que pase con M1 a M4 porque, en cualquier caso, no puede fluir ninguna corriente.

Además, sugiero que no necesite M5 para que el circuito funcione. Puede enviar los datos de IR a un MOSFET M1 a M4, manteniendo el otro MOSFET apagado.

Respuestas a tus preguntas

¿Cómo calculo las resistencias requeridas para las puertas, para disminuir el voltaje a 2V?

No es necesario disminuir el voltaje de la compuerta a 2V. A diferencia de un BJT donde tiene que controlar Vbe, un MOSFET funciona con cualquier voltaje de compuerta hasta su Vgs máximo (esto es para un circuito digital que está encendido o apagado). Solo aplique 3.3V desde el GPIO. Un MOSFET no toma casi ninguna corriente de compuerta, se especifica como una corriente de fuga Puerta-Fuente con un máximo de 10 uA, pero generalmente es mucho menos.

En realidad no necesita una resistencia de compuerta, ya que no es necesario que caiga ningún voltaje. Sin embargo, todavía es una buena idea agregar uno, especialmente a los MOSFET más grandes. La compuerta de un MOSFET parece un condensador de pequeño valor que debe cargarse para encender el MOSFET, lo que puede generar un gran flujo de corriente desde el pin GPIO hasta que la tapa se haya cargado. Cuando lo conduzco desde un procesador, prefiero limitar esta corriente para que esté dentro de la clasificación actual del pin GPIO. En este circuito lo limitaría a 10 mA con una resistencia de 330 ohmios.

Además, ¿por qué el drenaje de M5 es casi 0V y no exactamente?

Cuando se enciende, el MOSFET tiene una pequeña resistencia entre el drenaje y la fuente (rDS (ON) ID) que caerá un voltaje muy pequeño cuando la corriente fluya a través de él. Por lo tanto, su drenaje es de casi 0V. En este circuito puedes ignorarlo y asumir que es 0V.

    
respondido por el Steve G

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