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【アナログ回路豆知識】MOSFETの応用回路例

【アナログ回路豆知識】MOSFETの応用回路例

ダイオードやトランジスタ、MOSFETなどのディスクリート部品を使った具体的な回路例をお伝えする「アナログ回路豆知識」。

第3回目は、「MOSFETの応用回路例」と題してお送りいたします。
では、まいりましょう。

バイポーラトランジスタとMOSFETの比較

バイポーラトランジスタにはPNPとNPN、MOSFETにはP型とN型が有ります。

バイポーラトランジスタとMOSFETの回路図

図1 バイポーラトランジスタとMOSFETの回路図

これらの違いは以下のとおりです。

1.制御方式の違い
バイポーラトランジスタはベース電流制御、MOSFETは電圧制御です。

2.入力インピーダンスの違い
バイポーラトランジスタのインピーダンスは低いが、MOSFETはハイインピーダンスです。

3.消費電力の違い
バイポーラトランジスタはベース電流のため消費電力は大きいですが、MOSFETのゲート電流は0Aのため低消費電力です。

4.双方向性の違い
バイポーラトランジスタは一方向に、MOSFETは双方向に流れます。

今回はMOSFETについて、よく使われる回路例を紹介していきます。

PchMOSFETを使用したHigh-Sideスイッチ

5Vラインを3.3V系の制御信号でON/OFFするHigh-Sideスイッチ回路を紹介します。

PchMOSFET
PMZ950UPE
-20V、VGS±8V、VGSth-0.7V、ID-500mA

図2 High-Sideスイッチ回路例

PchMOSFETを使用した逆流防止回路

PchMOSFETを2個逆接続したHigh-Side スイッチで、逆流防止機能も含めた回路を紹介します。

Single
PMZ950UPE
-20V、VGS±8V、VGSth-0.7V、ID-500mA

Dual

PMDPB85UPE
-20V、VGS±8V、VGSth-0.7V、ID-3.7A

or

PMDXB950UPE
-20V、VGS±8V、VGSth-0.7V、ID-0.5A

 

図3 逆流防止機能付きHigh-Side スイッチ回路例

MOSFETによるリレー代替駆動回路例

機械式リレーを半導体のMOSFETに置き換える提案回路を紹介します。

Q1:PSMN8R3-40YS NchMOSFET 40V、70A
D1:PNE20010ER 200V、1A、VF0.93V サージ吸収用
R1:1KΩ/5V~10KΩ/15V
R2:100KΩ
図4MOSFETによるリレー代替駆動回路例

図4 MOSFETによるリレー代替駆動回路例

バッテリー逆接防止回路例

車載バッテリーなど電源入力の逆接防止、サージ保護回路を紹介します。

M1:BUK6Y33-66P PchMOSFET -60V、VGS±20V、 ID-38A
Rds(on)33mΩ LFPAK56
D1,D2 TVS PTVS30VP1UTP 33.3V~36.8V、12.4A、SOD128
D3  ZD PZU12BL 12V IZ=5mA
R1 5.1KΩ
図5バッテリー逆接防止回路例

図5 バッテリー逆接防止回路例

まとめ

今回はMOSFETとしてNexperia製品を例として掲載しましたが、Nexperia社は様々なMOSFETのラインナップをご用意しています。下記リンクを参照いただけますと幸いです。


次回のアナログ回路豆知識は、「ツェナーダイオードの応用回路」についてお伝えする予定です。