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这电路能开机吗?

Brain 8号线攻城狮 2022-05-20

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背景

知识星球的朋友提的一个问题,自己先把对这个电路的理解写下,其中有一部分自己暂时还没想明白,把这块放出来也是想一起交流下。

如下部分,欢迎多多交流:负载电流大于10uA时,K2只要按一下就可以关机;当负载电流小于5uA时,K2需要长按3-5s才能关机(负载电流小,按的时间越长),希望清楚的朋友留言区交换意见。

可以看到,上面这个电路中用到两颗开关管,其中一颗是MOS管,另外一颗还是MOS管。型号分别为PMZB200UNE(Q2),CJBB3139K(Q1)。PMZB200UNE(Q2)用来辅助控制CJBB3139K(Q1)的通断。

已知信息:K1,K2是锅仔片(如下图),老式手机上比较常见,可以认为是非自锁按键。K1是开机键,K2是关机键,因为是开关机电路,因此先将电路中用到的两个MOS的开启电压参数Vgs(th)写出来备用。

四种常用锅仔片

对于PMZB200UNE,其Vgs(th)如下:

对于CJBB3139K,其Vgs(th)如下:

开机过程分析

按下开机键K1,VBAT_3V经过R1、R4分压,此时Q2栅极电压为1.5V,栅源之间压差:Vgs=1.5-0=1.5V,对比图中参数,可知Vgs大于PMZB200UNE(Q2)栅源开启电压最大值0.95V,所以Q2导通。Q2导通后会将Q1的基极拉低到地,即此时CJBB3139K(Q1)的栅极为0V左右,Q1的栅源电压值Vgs=0-3=-3V,查看CJBB3139K参数表可知Vgs小于栅源之间Vgs(th)max,因此Q1导通。Q1导通后,其漏极电压在3V左右。此时Q2栅极电压由R3与R4分压构成,经计算,Q2的栅极电压=3*(R4/(R3+R4))=2.15V,其栅源电压Vgs=2.15-0=2.15V>Vgs(th)max,Q2一直导通,从而Q1一直被打开,系统开机完成。


注:NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动)。PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。

关机过程分析

按下关机键K2,R4、R5、C1、C2并联,此时并联电阻值大概在10k,用字母Req表示,与R3分压后得到Q2的栅极电压值基本在0V,此时Q2的栅源电压Vgs≈0V,因此Q2截止,此时Q1的栅源之间电压Vgs=0V,Q1截止,系统关机完成。



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