MOSFET de canal N / P duplo morre com fumaça

Eu construí o seguinte circuito MOSFET N-MOS e P-MOS push-pull duplo. Seu objetivo é controlar alguns LEDs externos de um microprocessador de 3.3V.

No entanto, parece haver um problema, onde o chip MOSFET duplo “SI4554DY-T1-GE3 Dual N / P-Channel” morre uma horrível morte fumegante por fumaça, quando 12V é conectado como mostrado no esquema abaixo.

A fumaça aparece mesmo quando nenhuma carga está conectada e os MOSFETs não estão comutados (inativos).

Tanto quanto posso ver na folha de dados , nenhum dos limites (V [GS] <20V, V [DS] <40V) foi excedido.

Você pode ajudar na identificação do problema? Obrigado!

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Sua configuração Push-Pull está invertida. O MOSFET de canal N deve estar conectado ao trilho + ve e o MOSFET do canal P deve ser conectado ao trilho-ve. Seu circuito explode porque os dois MOSFETs serão ligados por um certo período de tempo quando a entrada mudar de baixo para alto ou alto para baixo. Isso causará curto-circuito e você obterá a fumaça mágica!

Consulte o link de referência abaixo:

http://www.talkingelectronics.com/projects/MOSFET/MOSFET.html

Os circuitos push pull desse design são notórios por se fundirem devido a ativação acidental de ambos os mosfets simultaneamente.

Obviamente, isso pode acontecer durante a comutação, mas também pode ocorrer quando a energia é aplicada ao circuito. O pulso atual é normalmente muito curto; no entanto, quanto menores os dispositivos mosfet, maior a probabilidade de ocorrer uma falha em um ou em ambos.

Como tal, ao usar acionadores de trilho de trilho como este, é necessário que seja fornecida alguma proteção para garantir que a corrente não possa subir pela ponte.

Abaixo está um exemplo que usa um indutor em linha como um afogador de corrente.

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

L1 e D1 no esquema acima devem ser dimensionados para limitar o tempo de subida da corrente a ser significativamente menor que o tempo de comutação dos mosfets.

O resistor R2 deve ser incluído para forçar o circuito a um estado específico enquanto a lógica que o está dirigindo estiver sendo ligada. Isto é especialmente verdade se o sinal se originar de um micro que é inicialmente configurado como um pino de alta impedância. Se este resistor é puxado para o aterramento da lógica 1, dependerá de qual estado você deseja que a saída inicie.

O objetivo do C1 é proteger os mosfets de qualquer pico de tensão de inicialização na fonte de alimentação.

R1 também não deve ser grande demais. Ele precisa drenar a capacitância de M1 e carregar M2 rapidamente o suficiente quando o transistor se desligar.

Por fim, com esse tipo de driver, é preferível que sinais de controle separados sejam usados ​​com um tempo morto incorporado, em que os dois interruptores são desligados antes de um ser ligado. Além de oferecer mais proteção ao seu driver, ele também adiciona a funcionalidade de poder desconectar completamente a saída.

Quando você diz 'testando com sinal de unidade NO', você quer dizer "nenhuma unidade" é terra de baixa resistência ou O / C.

Se Vin estiver sempre alto ou baixo, o estado Q1 será definido.
Mas o O / C Vin permite que o Q1 ative parcialmente - o que pode ser desastroso.
Independentemente disso, um resistor de alto valor da base Q1 ao terra está em ordem - digamos 10K.

Várias pessoas mencionaram filmagens através de M1 e M2 e vários esquemas foram propostos. POSSÍVELMENTE útil é um zener do Q1 C para cada porta FET e um resistor por FET que desliga cada FET da porta à fonte.
2 x digamos zeners de 6V8 em uma fonte de 12V significa que há um crossover mínimo.

No diagrama abaixo, assuma que V + é 12V e FET Vgsth é 2V em cada caso.
O FET mais baixo exigia que Vc estivesse em 2V + 6V8 = 8,8V ou superior para ligar.
O FET superior requer que Vc esteja em 12V - 8,8V = 3,2V ou inferior para ligar.

Para Vin <6,8V. O FET mais baixo está totalmente desligado.
Para Vin> 12 - 6,8V = 5,2V FET superior está totalmente desligado.
Essa proteção significativa da banda morta PODE ajudar a impedir o disparo.

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

12V e não há limite de corrente. Assuma uma incidência em que ambos conduzem por qualquer motivo e levam ao fracasso. Coloque um resistor de limite de corrente na fonte ou um resistor na fonte e um resistor no terra para equilibrar a tensão de saída dentro da tolerância de corrente do (s) dispositivo (s).

Em breve pretendo experimentar os FETs de porta dupla (MOS) e este artigo forneceu inspiração! Obrigado :-)