Perché questo semplice circuito FET si comporta in questo modo?

Nel circuito sopra, quando S1 viene premuto e rilasciato, il LED si accende e rimane acceso. Perché è così? Non riesco a misurare direttamente la tensione di gate con un DMM poiché il collegamento del DMM comporta che il LED non rimanga acceso.

Se il LED è acceso (S1 premuto poi rilasciato), quando S2 viene premuto e rilasciato, il LED si spegne, come previsto.

Ho sfogliato il mio capitolo introduttivo del libro ECE sui FET e non sembrava menzionare nulla di questo fenomeno ...

led fet

— PhilosophStein
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Se, quando il LED è spento e si collega lo strumento attraverso S1, si dovrebbe essere in grado di accenderlo. Anche l'altissima resistenza del misuratore passerà abbastanza corrente per caricare e scaricare il gate FET.

— Transistor

Così farà / dovrebbero le dita (benvenute alla resistenza della pelle.) (Il tipo umano, non il tipo di profondità della pelle del filo)

— Ecnerwal,

Quella configurazione di switch richiede solo un corto morto

— Passerby

Inoltre, il tuo libro probabilmente lo menziona dicendo che hai bisogno di un resistore pull-down per spegnere completamente il Fet

— Passerby

A parte le risposte corrette, che spiegano il ruolo della capacità del gate, non si dovrebbe mai lasciare le porte "fluttuanti" (non collegate ad un circuito a bassa impedenza <1 MOhm); a causa del gate ad alta impedenza raccoglierà rumori casuali o, nel peggiore dei casi, la FET può essere completamente distrutta.

— ilkhd,

Risposte:

Quando si preme S1, si memorizza una carica sul cancello che ha una piccola capacità Cgs. Questa carica mantiene il campo elettrico che mantiene il canale tra lo scarico e la sorgente. Dopo aver premuto S2, la carica sul gate viene espulsa e il canale viene disattivato

— cimarron
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+1 Va notato che il MOSFET avrà una piccola quantità di perdite (piccole, ma probabilmente molti ordini di grandezza inferiori ai numeri mostrati nel foglio dati come massimi), quindi alla fine il MOSFET si stabilizzerà ad un certo livello (on, spento o in qualche punto intermedio) indipendentemente dall'ultima pressione dell'interruttore. Potrebbero essere necessari giorni per avvicinarsi a temperatura ambiente. Questo è fondamentalmente il modo in cui funzionano le celle di memoria dinamiche (ed EEPROM).

— Spehro Pefhany,

Se si sostituisce S2 con un resistore da 10 K, S1 funzionerà come previsto, poiché il resistore scaricherà la capacità gate-source quando viene rilasciato S1.

— Steve G,

@SteveG - sembra che ti stia perdendo il punto dei trucchi FET divertenti ...

— Ecnerwal,

Il gate di un MOSFET ha una resistenza DC molto elevata. A tutti gli effetti, fondamentalmente non consuma alcuna corrente se è semplicemente seduto a un valore di stato stazionario (stiamo parlando di femto-amp o meno).

Inoltre, le porte MOSFET hanno tutte una "capacità parassita", che è essenzialmente un paio di piccoli condensatori (di solito alcuni pF) che collegano il gate allo drain e alla sorgente.

Quando si preme l'interruttore S1, si lascia entrare un sacco di carica dalla guida + 5V, che attiva il MOSFET. Il trucco è che carica anche i condensatori parassiti del gate. Quando si rilascia S1, tutta quella carica memorizzata non ha nessun posto dove andare. Non viene consumato dal gate del MOSFET (poiché il gate non consuma corrente) e non ha alcun percorso per tornare a terra.

Dal momento che la carica non ha nessun posto dove andare, rimane semplicemente lì e mantiene + 5V sul gate fino a quando non si collega qualcos'altro (come S2 o il multimetro) e fornisce un percorso per la ricarica che riprende a terra.

modifica: fatto divertente, questo fenomeno è anche esattamente come funziona NAND Flash.

— Nicholas Clark
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Per essere chiari, non ci sono "condensatori parassiti" che sono una sorta di extra aggiuntivi per il MOSFET - la capacità di ingresso di un MOSFET è una proprietà fondamentale del dispositivo, perché l'elettrodo di gate è separato dal canale di drain-source da un sottile strato di materiale dielettrico. Inoltre, la capacità di ingresso di un tipico dispositivo MOSFET di potenza può essere facilmente un paio di nanofarad , non pF.

— Nekomatic