¿Un P-MOSFET de nivel lógico necesita una resistencia de compuerta?

La resistencia de la compuerta se usa normalmente con MOSFET de potencia para limitar la magnitud del pico de corriente que puede ocurrir cuando un controlador cambia rápidamente y tiene que cargar o descargar una capacitancia de compuerta grande. Con un controlador súper rápido con alta capacidad de accionamiento, los picos de corriente para impulsar directamente una capacitancia de compuerta grande se pueden medir en los amperios. Una resistencia pequeña, como la resistencia de 100 ohmios que se muestra, puede reducir muy bien estos picos de corriente a un nivel razonable. Un aumento de corriente de nivel controlado razonable no causará acoplamiento y alteración a circuitos cercanos.

Otra razón para usar la resistencia en serie en el circuito de la compuerta es mantener la sobrecarga de corriente dentro de la especificación máxima de la unidad para un circuito controlador de whimpy como un pin GPIO de microcontrolador.

El MOSFET que seleccionó tiene una capacidad de entrada bastante baja (~ 75 pF), por lo que el pin MCU puede conducir fácilmente la puerta sin la resistencia para limitar la corriente.

Usted menciona el uso de esta parte porque tiene un "Vgs" de un voltio. No te engañes con esta especificación. Un Vgs a 1V solo permite que fluya una corriente de drenaje típica de 250uA. No especificó el requisito actual para el receptor GPS, por lo que se puede ofrecer un comentario limitado. Sin embargo debes estudiar la hoja de datos cuidadosamente. Al usar el gráfico copiado y mostrado a continuación, notará que con el Vgs de 3.3 V que ofrece el pin de la unidad del microcontrolador, el modo de operación se ubica en algún lugar entre las dos curvas inferiores de la tabla. Puede esperar razonablemente que la corriente de drenaje disponible sea inferior a 300 mA y que esté limitada en gran medida por la resistencia de la parte de drenaje de la pieza. A menos que su unidad GPS funcione con una corriente muy baja (pocos mA), es probable que el nivel de voltaje que se ve en el pin de suministro de la unidad GPS sea menor que los 3.3 V que le gustaría ver.

Ese MOSFET tiene un Umbral Vgs de 1V, lo que significa que comienza a cambiar significativamente a 1V.

Es Vgs se especifica como +/- 20V máx. Si estaba preocupado de que Vgs fuera de 1 V y deseaba proteger el dispositivo, no hay necesidad de hacerlo, ya que es de 20 V.

No, no creo que necesites R22. Tiene algún beneficio, al proteger el pin ATmega2560 si crees que es probable que las cosas se acorten al suelo o al poder.

Pero no es necesario. La compuerta MOSFET tiene una impedancia muy alta (y solo 5 nC de carga), por lo que no necesita limitar la corriente, como lo haría con un transistor bipolar, y la resistencia de levantamiento R21 es enorme, por lo que hará que no hay diferencia allí.

"Estoy tirando de la compuerta a la fuente de voltaje para que el interruptor se cierre por defecto" R21 hará eso por usted si "triplica" el pin ATmega2560. No va a hacer ningún daño al hacerlo explícitamente.

Habiendo dicho todo eso, simplemente puedes reemplazar el R22 con una resistencia de 0 ohmios y dejar la placa como está.

Editar:
Como escribió Michael Karas, es probable que conduzca lo suficiente. Sin embargo, como puede ver en la corriente de Drenaje a la fuente, no está completamente encendido.

La Fig. 6 en la hoja de datos muestra el plano en la curva de carga de la puerta a cerca de 4V. Así que tampoco parece estar completamente encendido a 3.3V de eso.

Realmente no parece que tenga mucho sentido usar ese dispositivo a menos que tenga pocas opciones. Si está mostrando suficiente resistencia para limitar la corriente a 3.3 V a menos de 250 mA, entonces se reducirá la tensión del GPS, lo que podría afectar su comportamiento, y el MOSFET se calentará, empeorando sus propiedades. p>

Buscaría un P-MOSFET con Rds especificado para 2.8V o menos.

Mirando a IRF, quienes fabrican otros dispositivos en el mismo paquete micro3 (y, por lo tanto, evitan rediseñar su PCB), le permiten buscar Rds (encendido) para piezas que cambian a 1.8V o 2.5V en el mismo paquete, por ejemplo. IRLML6401, IRLML6402, IRML2246, IRML2244.

Tienes que agregar esos parámetros Rds (on) 1.8V y 2.5V a la búsqueda a mano, no están allí por defecto.