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Mosfet, canal_P, déterminer pull-up optimale



  1. #1
    totoetsasoeur

    Mosfet, canal_P, déterminer pull-up optimale


    ------

    Bonjour,
    C'est mon premier post sur ce forum.

    Pour économiser le plus d'énergie possible, je désire piloter l'alimentation d'un IC à l'aide d'un Mosfet-canal P. En d'autres termes je désire faire un interrrupteur utilisant un Mosfet-canal P.

    Les connexions:
    - Le pôle positif de la source de tension (une pile bouton) est connecté à la source du Mos (FDC6327C).
    - Le drain est connecté à la pin Vcc de l'IC que je désire alimenter à la demande (nRF24L01). Pour info, ce circuit consomme entre 1uA et 13mA, suivant le mode dans lequel il se trouve.
    - Une résistance de pull-up entre la source du Mos et la gate du Mos.
    - la gate du Mos est connectée à une pin d'un uC de très faible consommation (MSP430).

    Mon but est de déterminer la valeur optimale de la résistance de pull-up.

    Ce que j'ai fait jusqu'à présent:
    a) j'ai déterminé la valeur de la pull-up en me disant qu'elle devrait être inférieure au quotient entre la tension de seuil min et le courant de fuite max du Mos:
    => R_pullup < VGS_TH_min/IGSSF_max
    => R_pullup < 0.4V/100nA = 4Mohm
    => R_pullup = 3M9

    b) puis j'ai fait des essais, et me suis apperçu que le circuit ne fonctionne que si:
    => R_pullup > 4M
    C'est le contraire de ce que je pensais. Donc il y a quelque chose qui m'échappe.

    Ma question est la suivante:
    "Comment déterminer la fourchette de valeurs (R_pullup_min et R_pullup_max) dans laquelle la résistance de pull-up doit être pour garantir d'une part, une consommation minimale du circuit lorsque le mos est ON et d'autre part, un fonctionnement ON/OFF irréprochable?"

    J'espère que mon message est assez clair. Sinon n'hésitez à me demander plus de précisions.

    Merci d'avance de votre aide.

    -----

  2. #2
    Murayama

    Re : Mosfet, canal_P, déterminer pull-up optimale

    Bonjour!

    Si vous avez une carte MSP430 à portée de main avec une LED dessus,
    vous pouvez essayer de faire le test suivant: allumez la LED, puis mettez
    le processeur en veille profonde. La LED fonctionne toujours. Ce qui veut
    dire que même en veille, le processeur est capable d'activer un port.
    Le niveau d'un port actif est VCC ou quelque chose de très proche. Pas
    suffisant en tout cas pour que le FET soit passant. Donc je pense que vous
    n'avez tout simplement pas besoin de pull-up. Faut voir avec la consommation
    du port, il est vrai...

    À part ça, si votre circuit consomme entre 1µ et 13 mA, je suppose que la
    consommation de 1µ est en veille. Êtes-vous certain que le montage
    complet consommera moins en ajoutant un FET? C'est juste par curiosité,
    je ne dis pas que vous ne gagnerez rien, mais ça vaut la peine d'essayer
    les 2 solutions.

    Pascal

  3. #3
    totoetsasoeur

    Re : Mosfet, canal_P, déterminer pull-up optimale

    Bonjour,

    @Murayama, merci de votre réponse.

    a) Oui, il est clair pour moi que le MSP est capable de maintenir le niveau de ses sorties lorsqu'il est en LPM4 (courant typique de 100nA). Cela ne se discute pas.
    Et vous avez raison, je peux certainement me passer de la pull-up. Mais j'ai pour habitude de ne pas laisser de niveaux flottants pendant la phase de mise sous/hors tension.
    => Donc j'aimerai bien conserver la pull-up.

    b) Le module en question est un module radio qui scanne toutes les 600s (10 minutes) et contrôle si un message lui est envoyé par un autre module. Puis il traite le message avant de finalement se remettre en veille.
    L'idée est de l'éteindre complètement entre les périodes de 600s.
    Comme le courant de fuite du Mos (100nA) est largement inférieur au courant de veille du module radio (1uA), je me dis qu'il y a quelque chose à économiser.

    Voici une justification grossière:

    Courant moyenné sur une période de 600s, temps communication de 100ms, solution sans Mos:
    I_sans_mos = [ (0.1s * 13mA) + (599.9s *1uA) ] / 600s
    I_sans_mos = 3.2uA

    Courant moyenné sur une période de 600s, temps communication de 100ms, solution avec Mos:
    I_avec_mos = [ (0.1s * 13mA) + (599.9s *0.1uA) ] / 600s
    I_avec_mos = 2.3uA

    => Donc le I_sans_mos = 1.4 * I_avec_mos => 40% c'est toujours bon à prendre.

    Même si pour certains ce n'est pas important de courir après les [uA], ce que je comprends tout à fait, je serais très interessé par une réponse à la réponse initiale qui est:

    "Comment déterminer la fourchette de valeurs (R_pullup_min et R_pullup_max) dans laquelle la résistance de pull-up doit être pour garantir d'une part, une consommation minimale du circuit lorsque le mos est ON et d'autre part, un fonctionnement ON/OFF irréprochable?"

    En d'autres termes, comment calculer et quelles valeurs de la datasheet du Mos faut-il utiliser pour dimensionner R_pullup?

    Merci d'avance de votre aide.

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