パワーMOS FETによる低電圧スイッチング

質問

DC1.2Vの電圧をON/OFFする方法を模索しています。電流として8A流し、抵抗負荷となります。リレーでのON/OFFでは接点の熔着が懸念されるのでパワーMOS FET等の半導体デバイスを使用したいと思っています。ON/OFFさせる電圧がDC1.2Vというところで使用できるデバイスがあるのか、また、その時の具体的な使用方法を知りたいと思います。
(DC1.2Vが不可能であれば、何Vからの動作が可能かもお願いいたします。)
ゲート電圧ですが、3.3Vのマイコン出力ポートを使用してPWM出力による駆動を考えております。(元電源の電圧はDC4.8V)
FETを駆動するためにトランジスター等でレベル変換も必要でしょうか?
その時はどのような回路が最適かを合わせてお願いいたします。
不勉強で申し訳ありませんが、宜しくお願いいたします。

回答No.1

hs001120 · ベストアンサー

>ON/OFFさせる電圧がDC1.2V

多分、制御する側の電圧と制御される側の電圧がごちゃごちゃになっていないでしょうか?
制御される側の電圧は別に0.6Vでも1.2VでもOKですよ

制御する側の電圧がポイントですが、3V以上の出力を用意できるのであれば
ゲート電圧2.5V以上から、というようなFETが使えるはずです
一例
http://documentation.renesas.com/jpn/products/transistor/rjj03g0707_hat2044rds.pdf

>FETを駆動するためにトランジスター等でレベル変換も必要でしょうか?
レベル変換により4V以上の出力を用意できるのであれば使えるFETの候補は広がるので入手はしやすくなるはずです、
ただしレベル変換回路も設計次第ですが電力を消費しますので、長時間OFF出力待機が必要な装置かどうかなどによっても"最適"は変わってくるはずですよ。

それはともかく、電源として4.8V系と1.2V系を別々に用意している前提ですよね
1.2V-8Aの負荷を見直して
2.4V-4A
4.8V-2A
等にすると言うような選択肢は無しですか?

お礼

まことに的確なご回答ありがとうございました。
>制御される側の電圧は別に0.6Vでも1.2VでもOKですよ
この部分が知りたかったのです。
VGSが4Vの物を手に入れて確認してみたいと思います。
とても参考になりました。
負荷は白金のヒーターエレメントなので規定電流以上流れるとすぐに切れてしまいます。電圧を上げる場合は、電流が流れすぎないように、PWMで実効値の制御をしたいと思います。
これからも宜しくお願いいたします。

回答No.2

86tarou

No.1さんの回答に追加で…

ゲート電圧が低電圧からＯＮするＦＥＴでも、低い電圧ではＯＮ抵抗（ドレイン・ソース間）がそこそこ大きかったりします。負荷に８Ａも流せば、ＦＥＴでの電圧降下が1.2Ｖ以上になることも十分考えられます。例えば、ＯＮ抵抗が0.15Ωならちょうど1.2Ｖになるので全部ＦＥＴに掛かり、全く電流を流せないことになります。1.2Ｖで８Ａも流すとなると、相当ＯＮ抵抗が低くないと使用に耐えないのではないでしょうか（出力側に何Ｖ必要？）。なので、ＦＥＴはゲートＯＮ電圧だけで選定するのではなく、ドレイン・ソース間抵抗も計算してＦＥＴでの損失も考えた方が良いですよ。

お礼

ご回答ありがとうございます。
おっしゃる通りだと思います。電圧降下を考えると、1.2Vでは現実としては難しいと思いました。とても参考になりました。ありがとうございました。電圧降下を考えなくとも良いリレーのような半導体デバイスをいろいろ探しているのですがなかなか無いものですね。4.8Vを元電圧として、PWM制御にするように考えてみたいと思います。
まことにありがとうございました。