pMOSFET ゲート回路の検討

今，検討している回路は負荷の電圧をOPアンプで検出して電源をオンオフしようと考えている。その場合負荷を接地すると，精度よく測れる。しかし，よく使われる MOSFET はもっぱらn Channel で負荷は＋側，ドランジスタだとオープンコレクタに相当する。

周波数応答は必要ないのでリレーでのオンオフを考えてみたが，手元にあるのは5Vと 24V 駆動品で電源がもう一つ必要になるのでボツだ。パーツボックスから p Channel の 2SJ240 が出て来た。これなら負荷を接地できる。これは東芝の廃番で，得られたデータシートの解像度が悪く図が不鮮明だ。ついでに，FET の構造について勉強して何故 Channel と呼称するのかわかった。特性のカーブは2次曲線で表されるものも初めて知った。

負荷はニッケル水素電池等の充電池で充電停止電圧は1.4V，ニッケル水素電池の JISC 規格を読むと，定電圧充電の記載はない。定電流回路にマージンを考えて4V必要とした。逆流防止ダイオードの電圧1Vも必要だ。そうすると5V汎用電源に収まらない可能性がある。

ゲート駆動負電圧が必要になるけど，ソース電位を基準に低下させれば得られる。マルツの回路を参考にした。
2SJ240 のデータシートでは Gate Threshold Voltage が -0.8V から -2V の幅がある。トランジスタのVce 飽和電圧が上昇すれば，スイッチングのマージンが少なくなり誤動作する可能性がある。

手元にある 2SJ240 は使用済みの物だ。現品の動作確認も含め Gate Threshold Voltage を測定するつもりだ。ゲート駆動回路の煩雑さはあるにしても，1mA から 10A まで単品でスイッチングできるのは便利だ。家電製品の電源SWがソフトスイッチに代わったのは当然か。

ルネサスの MOSFET 設計資料は役立つ。以前，DC-DC コンバータの自作にトライして動作しなかった理由が氷解した。MOSFET を使用した回路設計はゲート駆動回路に尽きるようだ。

参考
Electronic Circuits p.148
MOS FETの駆動回路
パワーMOS FET の特性