基本的なトランジスタ/ MCUの質問

4つのAVR MCUのAllがVCCに接続されているとしましょう。そして、それらがすべてNPNトランジスタまたはNMOSFetを通してグランドに接続されているとしましょう。そのトランジスタを使ってMCUの電源を入れたり切ったりできますか?私はできると確信していますが、ただ確かめたいだけです。ありがとうございます。

編集:私は概念が十分に単純ではなかったと思うので、私はそれをもっと単純にするつもりです。

あなたはMCUを持っています。あなたはトランジスタを持っています。 MCUとGNDの間にNMOSトランジスタを配置した場合、またはVCCとMCUの間にPMOSトランジスタを配置した場合、MCUを物理的にオン/オフすることができますか?コードでそれをするように私に言わないでください。私は肉体的にそれをすることができる必要があります。

そして、あなたがこの概念を凌駕するつもりなら、投稿しないでください。私は人のためにデザインしています。私はいつも創造的統治を得るわけではありません。私がやりたかったのは、マイクロコントローラの仕組みに関する講義を受けることができるかどうかを確認することだけでした。鈍くて申し訳ありませんが、このサイトでは勝てません。ありがとう

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回答:はい。いいえ。回路によって異なります。しかし、一般的には、いいえ。電源またはグランドを切り替えて回路を切断する場合は、入出力要素を切断するためにスイッチング要素を追加しなければならないという単純な現実があります。切断された電源またはグランドへの代替パスを提供して、定格の定格に達していない保護ダイオードを使用して回路を再完成し、外部回路からの電力の供給もMCUの定格に達していない可能性があります。そのようなI/Oがない場合に限り、単に電源を切るだけで問題ありません。
追加された 著者 Andrew Walker,
あなたは特定の問題を解決しようとしていますか?
追加された 著者 Dan,
のように、それが接続されているAVRからトランジスタを制御する?
追加された 著者 Eloise Coramsfield,
やった。私はMCUを切り替えたいと言った。しかし、一度にアクティブにできるのは1つだけです。グループを制御する5番目のMCUがあります。私は、電源スイッチや特別な規制当局が配置したくはありません。だからトランジスタは適切だ
追加された 著者 R. B.,

4 答え

あなたが他の何かにAVRを引っ掛けていないなら、あなたはそれをそのようにすることができます。そうではないかと思います。

あなたが地上側でAVRへの電力を制御しようとするなら、他のデバイスの地上よりもAVRの大地を上げ、そしてAVRに電力を供給する総電圧を下げるでしょう。あなたはそこへ行きたくない。

代わりに、ハイサイドで切り替えてください。地面を清潔に保ってください。 AVRを動かすのに十分なVccの裕度があることを確認してください

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@ChrisStratton - 同意した。
追加された 著者 Henrik P. Hessel,
ハイサイドスイッチングは、スイッチをバイパスして正電源への回路を完成できないI/Oがない場合にのみ有効です。また、ローサイドスイッチングは、そのスイッチをバイパスして負への回路を完了できない場合にのみ機能します。あなたは、I/O接続が重要であるという最初の主張でやや正しいです。また、ローサイドのスイッチでの電圧降下は、ハイサイドの降下よりも信号の解釈に問題がある可能性が高くなります。しかし、I/Oを接続したままスイッチング電源を使用する場合の主な問題は、どちらの場合でも発生する可能性があります。
追加された 著者 Andrew Walker,
あなたは受け入れるために答えを選ぶことができますが、どのデバイス物理学が適用されるかを選ぶことはできません。また、Markを含む多くの人が、無視することを決心しているように思われる問題について明確に同意したことにも気付くでしょう。それで、あなたが望むなら事実を無視しなさい、しかしあなたはあなた自身の危険で、そして明らかにあなたの顧客のそれをそうします。
追加された 著者 Andrew Walker,
クリスを見てください、これはあなたが答えたべきである方法です。端的に言って、賢く、そして傲慢もなく、きれいに。ありがとう、マーク。これはあなたに行きます
追加された 著者 R. B.,

MCUを切り替えたいと述べました。

これは、I/O信号が接続されている間に電源またはグランドを切り替えることによって適切に達成できるものではありません。現在のほとんどのチップと同様に、AVRデバイスはそれらのI/Oピンの電圧がそれらの電源ピンの範囲外の小さなマウント以上に耐えるようには設計されていません。そうしようとすると、保護ダイオードを通してチップにバックパワーを供給することになります。これは、それらの電流定格を超え、I/O信号をあいまいな電圧にロードし、MCUの不確かな「疑似動作」を達成することを意味します。それはどれも良いことではありません。

代わりに、MCUの電源を投入したままで、選択されていないMCUを無効にして消費電力を削減し、共有I/Oを解放して他のデバイスに駆動させる方法を設計する必要があります。

通常、これを外部から強制する簡単な方法は、選択されていないデバイスのリセットラインをローに保持することですが、これは内部プルアップ抵抗で少量の電力を消費します。 ISP用に設定されたAVRでは、ISP プログラミング線(代表的にSPI線)が遷移を許されている間にリセット線を保持することが誤ってフラッシュ メモリ内容を誤って変更するのに十分なほどISP プログラミングを真似ることができるというもっと重大な問題があります。 (これは単なる理論上のリスクではありません、私はそれが起こるのを見ました)。

その代わりに、各MCUのソフトウェアにシャットダウンメカニズムを組み込むことをお勧めします。これにより、すべてのI/Oがトライステートになり(入力として設定され)、その後(恒久的に(リセット/電源の再投入まで))、または各MCU固有の信号またはパターンのアサートなどのウェイクアップ状態まで動作が中断されます。

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残念ながら、あなたの主張はあなたがまだ技術的な問題を理解していないことを示唆しています。保護ダイオードを含むこのようなICは、最も確実に電源が遮断されたときに「存在しない」ように動作するものではなく、むしろI/Oを重く負荷して他の回路がそれらを使用できないようにするものです。あなたが誰かをゴーストにしたいのなら、電源を入れ、I/Oをトライステートにし、クロックを停止した状態でサスペンドする必要があります。文字通りそれらを切り離すために他の何らかの切り換え機構を挿入することなく。
追加された 著者 Andrew Walker,
これは、テクノロジを理解していないことから生じる誤った要件です。あなたがそれらの電源を切ることを望むならば、あなたはおそらくあなたがおそらく非実用的に複雑になるだろう信号を切断するための回路を必要とするでしょう。
追加された 著者 Andrew Walker,
いいえ、MCUに入力がないのでなければ、保護ダイオードについての問題はありません。
追加された 著者 jns,
私の元々のコンセプトと質問の範囲を超えてこの方法を取ったのは、私よりも賢く思えばいいからです。保護ダイオード、トライステートIO、これらすべては無関係です。それはそれほど複雑でもなければならないというわけでもないので、あなたの誇りを片付けて部屋の中で最も賢いものになろうとするのをやめてください!私は、私のNDAバウンドデバイスの内部動作についての詳細な仮定ではなく、単に「はい」または「いいえ」の答えを要求するだけの露骨に単純な質問をしました。しかし、あなたはそれをそこに持っていった、クリス。やめる。じゃあドキエ、じゃ?クール。
追加された 著者 R. B.,
いいえ、彼らは本当に完全にオフになっている必要があります。一度にオンにできるのは1つだけです。私はその技術を理解しています、そして私はどのようにMCUを "無効にする"かを理解しています、しかし私は彼らが完全にオフになっている必要があります。存在しないように。私はあなたが私の要求を理解しているとは思わない。ありがとう。
追加された 著者 R. B.,
MCUを無効にすることはできません。一度にオンにできるのは1つだけです。 4つのMCUのEN機能を制御する別のMCUがあります。だから彼らは完全にオフになっている必要があります
追加された 著者 R. B.,

私は以前のコメンターに同意します。電源を有効にすることはおそらくもっと簡単な選択です。そのレギュレータの出力をスイッチオフしたいチップだけに接続してください。もちろん、スイッチ供給を制御しているものには、他にも電源が必要です。

ただし、それができない場合(たとえば、電源チップが1つしかない場合)、電源の代わりにグラウンドのオン/オフを切り替えることに問題はありません***。シリコンチップ内にパワーゲーティングを実装する場合、利用可能な「ヘッダー」PMOSスイッチと「フッター」NMOSスイッチの両方があります。実際、電子移動度は約2倍の正孔移動度であるので、NMOSは同等サイズのPMOSトランジスタの約2倍の電流を扱うことができる。実際には、この接地切り替えにもかかわらず、さまざまな理由で実装がもう少し難しい場合があります。特に電源レベルが異なる複数の電源レール(このチップでは3.3 V、そのためには1.8 V)を使用する場合は、代わりにPMOSを使用してスイッチング電源を使用してください。

***This applies to low voltage electronics only, say <5 Volts, NOT to high voltage line-power (e.g. 120 V) distribution. In that case, because circuit ground/neutral is what's tied to actual earth ground outside your house, you would not want to leave the the switched off circuit floating at Hot potential.

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はい、NMOSはオンにして導通するために正のVgs(ゲートはソースよりも高い電圧)を必要としますが、PMOSは同じことを行うために負のVgs(ゲートはソースよりも低い電圧)を必要とします。しかし、電圧は常に相対的なので、代わりにVsgについて話すことができ、それから我々はただ符号を反転するでしょう。実際には、これは単にPMOSをオンにする(ドレインとソースの間に電流を流せるようにする)には、ゲートを論理0、つまりグランド/ VSSに接続することを意味します。 NMOSをオンにするには、ゲートにロジック1、つまり電源/ VDDを印加します。それらを遮断するには、それは逆です。
追加された 著者 Kim Johansson,
私はプラスの代わりにマイナスの数を持っているPMOSのポジティブサプライアプリケーションに気づいた
追加された 著者 R. B.,
私はPMOSについてあまり仕事をしていません、そして私はいくつかが通常の正数ではなく負の数を持つことに気づいた。それはどういう意味ですか?
追加された 著者 R. B.,

すべての負荷がVCCまたはMCUピン間(GPIOからMCUグラウンドを含む)にある場合は、出力にグラウンドへの負荷がない限りそれを実行できます。その場合は、グラウンド接続を切断してオフにすることができます。

しかし、なぜ?これらのチップは、おそらくあなたのトランジスタスイッチと同じくらい効率的な低電力のスリープモードを持っています。

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