Comprender un diodo 'ideal' hecho de un MOSFET de canal p y transistores PNP

Los modelos Raspberry Pi B + tienen un circuito de protección entre el conector USB y la red de 5V en la placa. Recomiendan poner un circuito de protección similar en un Pi HAT antes de 'retroalimentar' el pi a través de su encabezado GPIO junto con un fusible múltiple. Entiendo por qué esta es la recomendación, pero me gustaría entender más sobre cómo funciona este circuito.

Investigué un poco antes de publicar esta pregunta y encontré información sobre el uso de un MOSFET como diodo de caída de bajo voltaje, pero todos tenían la puerta conectada directamente a tierra sin el par de PNP y las resistencias. ¿Qué están haciendo para este circuito? Además, ¿esto está usando principalmente el diodo del cuerpo? En cuyo caso, ¿cuál es la información relevante en la hoja de datos que califica DMG2305UX para esta aplicación? En los otros circuitos que encontré, parecía baja Rdson y Vgsth compatibles con el circuito parecían las características relevantes.

La idea de los transistores es que:

• Si la izquierda es baja y la derecha es alta, R2 (y el transistor izquierdo un poco) polarizará negativamente la base de la base del transistor derecho, lo que le permitirá empujar la puerta al voltaje correcto; cerrando el canal del FET y el diodo del cuerpo también se bloqueará.
• Si la derecha es baja y la izquierda es alta, la unión del transistor izquierdo funcionará como un diodo y empujará la base del transistor derecho lo suficientemente alto como para cerrar, permitiendo que R3 baje la compuerta hacia abajo, abriendo el transistor. Inicialmente, el lado derecho comenzará a ser alimentado por el diodo del cuerpo, pero con bastante rapidez, la baja resistencia del canal se hará cargo causando una caída muy baja.

Entonces, el transistor izquierdo actúa como un diodo compatible para el transistor derecho. Los valores exactos de los componentes pueden depender un poco del par combinado MOSFET y PNP elegido. Trucos similares están disponibles de otras maneras, pero este es el más conocido.

Si ata la puerta del MOSFET directamente al suelo, así:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Está creando efectivamente un enlace siempre activo, posiblemente con un comportamiento de inicio ajustado. Por lo general, este comportamiento de arranque se mejora utilizando condensadores y / o resistencias en la ruta de la puerta.

Porque si la izquierda está alta, y la derecha no, el diodo del cuerpo levantará la derecha, entonces la fuente se elevará más que la puerta, haciendo que el FET se encienda. Si la derecha se eleva, la fuente se eleva en relación con la puerta de inmediato y nuevamente se enciende el FET. No es mucho para la acción del diodo.

En cualquier caso, generalmente buscaría un FET que tenga una resistencia de encendido muy baja, al menos 10 a 20 por ciento por debajo del voltaje de funcionamiento mínimo. Entonces, si lo está usando en 3.3V, querría un FET que esté completamente encendido a 2.5V más o menos, lo que probablemente significaría un umbral de 1.2V o menos, pero eso se reduce a las hojas de datos.