Calcul Mosfet P

International Français
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Bonjour à tous,

Je n ai plus accès à mon ancien compte, dommage mais ce n est pas le sujet.
Je me suis plongé dans les mosfet N et P à l aide de cours, tutoriels, vidéos,...
J ai compris (enfin je crois) les différentes notions de Vgs, Id, Rdson, Vds, zone ohmique, saturation... mais des choses m échappent.
Mon cas :
Arduino nano
Pompe 3.3v à 5v, 100 à 200mA
Battery lithium et régulateur de tension à 5v
TP4056 pour la batterie
Mosfet FDN336P

Je voudrais piloter la pompe mais sans relais car c est trop encombrant pour mon projet donc à travers un Mosfet, ayant compris qu un simple transistor ne ferait pas l affaire étant donné la haute de tension.
Donc dans mon cas, la pompe comme l arduino sont alimentés en 5V par la même source.

Je bloque sur les tensions "négatives" d un canal P
Dans mon cas, VgsTh est compris entre -0,4V et -1,5V
Pour qu il agisse comme un interrupteur presque parfait, je dois me rapprocher d'un Vds=0.
Pour 200mA max consommés par ma pompe, je pourrais aller de -2V à -4,5V sans provoquer d echauffement important.

Ma question :
Comment calculés Vgs ? Pour moi il s agit de la tension de sortie de la pin de l arduino, à savoir 5v mais la c est une tension négative qu il faut et je pigé pas bien.

Je vois bien que le sujet a été traite sur de nombreux forums mais je ne comprends pas tout alors si une âme charitable pouvait m aidait car j ai la tête ete pleine d infos et je commence à tout mélanger.
Par avance, soyez indulgent, ce n est pas du tout mon métier de base :sweat_smile:

Merci.

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A 5V Arduino UNO has 0-5v logic levels on outputs.

You need to look at the Rds(on) line in a data sheet.

This line needs to have an entry of 5v or less for a given ON resistance.

image
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:warning:
Post mis dans la mauvaise section, on parle anglais dans les forums généraux. ➜ déplacé vers le forum francophone.

Merci de prendre en compte les recommandations listées dans "Les bonnes pratiques du Forum Francophone”

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tension négative VGS (Grille par rapport à la Source) veut dire que la tension entre Grille et Masse est intférieure à la tension entre Source et Masse (VGS = - VSG !)

Si la source est 5V 'au dessus de la masse' et la grille à la Masse alors VGS =-5V -> MOSTEFT P passant

SI la source est 5V au dessus d ela Masse ainsi que la grille, aors VGS = 0 -> Mosfet P boqué

Une sortie Arduino peut donc sans problème commuter un MOSFET P dont la source est à 5V = un niveau logique Haut en sortie pour bloquer, un niveau logique bas pour rendre passant

Exemple (schéma issu d'un tuto de @hbachetti)
https://riton-duino.blogspot.com/2019/12/mosfets-utilisations-inhabituelles.html

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Hi,

Thank for your reply. I m sorry, I didn't noticed that I made a mistake regarding the English part of the forum instead of the French one, my bad.

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Bonjour,

Désolé, je suis allé trop vite, ma faute. J avais déjà un compte qui a été supprimé et j ai pris un mauvais raccourci

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Bonsoir,

Merci pour ces explications et ce lien.
Désolé pour ma question bête mais en le lisant, je ne comprends pas une phrase :
"Il suffit donc d'appliquer un ZÉRO volts sur l'entrée de commande P1 pour que le transistor Q1 conduise, et une tension de 5V sera présente sur la sortie."
P1 dans l exemple correspond à une sortie de l arduino, O volt lorsque elle est à l état bas. Et dans ce cas le mosfet serait passant? Je ne comprends pas pourquoi.

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Ensuite je ne vois pas à quoi correspond le +5v après le mosfet
Il parle d une tension résiduelle qui pourrait remonter dans la batterie et qu il serait conseillé d inverser le drain et la source pour contrer ceci mais je ne vois pas comment le mosfet peut fonctionner comme cela.
Et enfin on parle de la VgsTh pour la tension de basculement, pour mon cas -0,4V à-1,5V. Dans mon cas, l arduino va délivrer -5v moins (plus) la tension du au Rdson du mosfet donc 4,5V par exemple. Ca serait donc largement suffisant si je comprends bien?
Merci.

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Bonjour @tormented

désolé j'aurai du prendre le temps de faire un schéma collant exactement à mon explication.

je reprends donc point par point :

Soit un Mosfet P FDN336P dont le VGSth est indiqué entre -0,4V et -1,5V (tolérances de fabrication)

:warning:(cette plage de valeur correspond a un VGS pour lequel le FDN336P commence tout juste à s'entre ouvrir, courant Source -> Drain de 250µA, , 'robinet entre ouvert', 'goutte à goutte'......

Il faut dépasser franchement ce seuil pour une conduction satisfaisante. Je prend arbitrairement 2xVGSth , soit ici -3V comme seuil pratique dans le pire des cas (un FDN336P moins sensible de la gâchette que ses congénères)

SCHEMA
schéma P

La petite flèche à gauche du MosfetP représente VGS = -VSG = -(5V - Ve) = -5V + Ve, en négligeant la petite tension aux bornes de R2. (pour la combinaison des tensions voir la 'loi des mailles' en électricité, somme algébrique de tensions)

si Ve = +4,5V, VGS = -0,5V -> pas de courant ou un courant infime en sortie du FDN336P -> tension nulle ou négligeable aux bornes de R3

si Ve= +1V( ou 0V) , VGS = -4V (ou -5V) -> pleine conduction du FDN336P (on a franchement dépassé le seuil VGSth) -> La tension aux bornes de R3 égale à 5V, à la petite chute de tension VDS prêt.

ce qui compte c'est le seuil VGSth et son franchissement FRANC

Cette courbe donnée par Fairchild pour son FDN336P montre que c'est vers -2V que les chose sérieuses commencent (très faible résistance entre Source et Drain), a gauche de de 2V (pour -VGS) cette résistance grimpe très vite.
progressivité

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Parce que c'est un MOSFET canal P. Un MOSFET canal P conduit lorsqu'une tension Vgs négative est appliquée à la grille (négative par rapport à la tension source).

Un MOSFET peut très bien fonctionner dans les deux sens. L'AOI403 comporte une diode en inverse, ce qui peut être gênant dans certains cas.

Mais dans le cas d'un pilotage de pompe je ne vois pas pourquoi tu n'utilises pas un MOSFET canal N, plus courant ?

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Bonjour,

Super, merci beaucoup, la loi des mailles m a permis de comprendre plus simplement et notamment avec le schéma que vous avez fourni, idéal pour les nuls comme moi😅, merci !

Mais du coup, le mosfet va être passant quand j ai une tension nulle à ma pin logic? Et il sera bloqué lorsque elle sera à l etait haut à 5v?
J ai bien compris ? Mais si je veux l inverse, à savoir le mettre à l état passant quand la pin est à l état haut donc 5v, il me faudrait un mosfet canal N ou plutôt inverser la gate et la source ?

Encore merci!

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Bonjour,

Merci pour cette réponse.
Et bien en fait je pensais que le canal P était nécessaire dans le cas de charge inductive pour couper la phase et non le neutre mais jbai encore du rien comprendre dans ce que j ai lu :sweat_smile:
A défaut, je n ai alors pas compris la différence en terme d utilisation et de cas pratiques entre un canal N et P? :thinking:

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charge reliée à Vcc , 'interrupteur' à la masse : canal N, activé par un état logique haut

charge reliée a la masse, 'interrupteur 'à Vcc : canal P activé par un état logique bas

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Non, le schéma en #9 montre un relais, donc c'est une charge inductive.
Remarque bien la diode 1N4148 en inverse sur le relais (diode de roue libre, avec un relais, un moteur CC ou une pompe, la diode protège le transistor).

Également, le 2N7000 (200mA) sera un peu juste pour piloter ta pompe, et son Rdson de 5Ω est important.
Je maintiens ici une liste de MOSFETs :

Je peux difficilement te conseiller un modèle précis, car je ne sais pas si tu comptes utiliser un traversant ou un CMS.
L'AO3400 serait un bon choix :

  • 30V
  • 5.7A
  • Vgsth 0.65 - 1.45V
  • Rdson 19mΩ

Un IRLZ44N traversant fera aussi bien.

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Mais du coup, le mosfet consomme en permanence le courant de la sortie logique qui doit se trouver à 5V pour ne pas "activer" une charge inductive type moteur ou pompe pour mon cas si je comprends bien ?

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Super merci pour la liste :slight_smile:
Mais du coup quel est intérêt d'utiliser un canal P si on peut l'utiliser pour des charges inductives ? Dans quels cas sont-ils ) privilégier?
Je pensais que dans ces cas il fallait couper idéalement la phase plutôt que la masse. Car ils sont plus dur à trouver et un peu plus cher que les canal N en plus.

Et si je prends les explications de al1fch, on aura donc VGS = (5V - Ve).
Si Ve = +4,5V (tension à la pin logique), VGS = 0,5V donc mosfet fermé pour un IRLZ44N (VgsTh à 2v donc prenons 3v pour être certain qu'il soit ouvert si j'ai bien compris)
Si Ve = 0V, VGS = 5V => mosfet ouvert car au dessus de 3V.

La différence serait que le drain est à la masse pour le canal N et la source à la masse pour le canal P mais du coup quelle différence ça fait au final ? C 'est ça qui m'échappe.

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Quand on veut alimenter un périphérique à la demande (pour augmenter son autonomie s'il fonctionne sur batterie ou pile) on préfère en général laisser ce périphérique à la masse commune du montage, (=ne pas interposer de composant entre son GND et la Masse et donc couper l'alimentation 'par le haut' avec un Mosfet P

C'est un usage fréquent des Mosfet P.

-> Apprécier au cas par cas la situation pour décider où mettre l'interrupteur, couper le courant 'par le haut' (canal P) ou 'par le bas' (canal N)

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Merci je comprends l'explication mais naivement je pensais que couper un moteur par la phase ou le neutre (GND) ne changeait rien à la consommation de ce dernier mais visiblement je me trompe, il consomme malgré tout du courant "à vide" même sans être relié à la masse pour le cas d'un canal P.

Par contre, mon raisonnement sur le mosfet passant ou bloqué est il bon pour le canal P? A l'état haut 5v, il est bloqué et à 0V il est passant ? Ou alors j'ai mal saisi ta précédente explication. Je refais les schémas à côté pour être sur de comprendre par moi même.

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Bonsoir,

j'ai réalisé un montage avec le FDN336P pour essayer de joindre la théorie à la pratique et de mieux comprendre vos explications.
Comme alimentation 5V et pour simuler la pin logique, un variateur de tension de 0V à 5V avec un potentiomètre pour faire varier tout doucement.
J'ai suivi le montage de al1fch donc avec la source banché sur le 5V (alimentation principale, lui même branché sur le + de la pompe 5V (200mA).
Le drain à la masse avec la borne négative du moteur et une diode entre la phase et le neutre de la pompe.
La gate à mon alimentation variable avec une résistance de 220Ohms et une résistance de 100KOhms sur cette même résistance et à la masse.
Alors comme je l'avais compris dans les précédentes explications, une tension Ve = 0V ouvre complétement le MOFSET P et la pompe tourne.
Quand je fais varier l'alimentation, le MOSFET se coupe autour de 3,5V (le moteur de la pompe descendant progressivement en intensité jusqu'à la coupure).

Sauf que j'ai plus besoin de l'inverse, à savoir couper l'alimentation avec la pin logique à 5V mais en inversant le source et le drain, cela ne fonctionne pas mais vous allez surement me dire que c'est normal et que je n'ai pas compris :confused:

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un petit schéma, même à main levée , permet de mieux se comprendre !!

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ah oui oui pardon, je fais ça de suite alors