Che succede con i MOSFET?


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Per il tempo più lungo, sono stato lontano da FET e MOSFET (quando si tratta di utilizzare transistor discreti nei miei circuiti, cioè). Sto prendendo un progetto di hobby in corso come una scusa per provare e finalmente mettermi comodo con loro. Tuttavia, non riesco a fare la testa o la coda da queste bestie.

Prima di provare qualsiasi circuito reale, sto eseguendo simulazioni LTspice di base (quasi "sanità mentale"). Circuiti estremamente semplici e ancora non sembrano funzionare. Ad esempio, vedere la seguente schermata di cattura LTspice: la sonda di tensione è all'uscita dell'alimentatore; la corrente viene misurata attraverso la resistenza collegata al perno di scarico. Dovrebbe essere 1mA quando il MOSFET conduce (V2 è 12Volt), e mi aspetto che torni a 0mA per 1μs quando la tensione di ingresso è 0V:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

A proposito, se faccio di V1 una sorgente DC, allora funziona: l'ho impostato su 0 V e la corrente attraverso R1 è 0 mA (bene, nell'ordine di pA), e se lo imposto su 5 V, la corrente è 1 mA.

Cosa mi sto perdendo? Ho anche provato con una resistenza da 100Ω da V1 al gate; fa solo un piccolo urto circolare nella corrente quando si cambia, ma non torna ancora a 0mA. Ho anche aggiunto un resistore da 10k da gate a GND. Vedi l'immagine sotto, che mostra l'output della simulazione (e ancora: cosa mi sto perdendo?):

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Ho alcune domande più concrete sull'argomento, ma immagino che farò meglio a sentirmi a mio agio con i circuiti "giocattolo" più semplici prima di provare a fare qualsiasi applicazione "reale" (anche nel contesto di progetti di hobby).


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Sembra che stai cambiando il tuo FET troppo rapidamente - prova di nuovo il primo, questa volta con la tensione del gate che cambia ogni secondo circa.
Puffafish,

Prova un transistor a commutazione rapida come il 2N700x.
CL.

Risposte:


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Fate lo stesso simulazione su un vastlty scala temporale diverso, come 1000 volte più lento. Quindi cambia gli us (micro secondi) in ms (milli secondi) ed esegui di nuovo la simulazione.

Nota come nel primo grafico la traccia rossa sta scendendo, ma prima che raggiunga lo zero attivi nuovamente il NMOS. Non ha tempo per raggiungere lo zero!

C'è un grande condensatore presente tra gate e drain e combinato con la resistenza di drain da 12 k che è una costante di tempo elevata. Più grande di 1us lo stai permettendo. Quindi rallenta le cose e vedi cosa succede.

Quando ottieni la curva che ti aspetti, abbassa il valore della resistenza di drain e nota come la velocità aumenta di nuovo. A 1 noi probabilmente hai bisogno di circa 120 ohm, non di 12 k ohm).


Ah. Una risposta ha battuto il mio commento. Sì, la capacità del gate sarà la causa dello spegnimento lento del FET.
Puffafish,

Secondo il manuale di questa parte (canale N a commutazione rapida), il caso peggiore di accensione / spegnimento è di 42 ns. Ciò non tiene conto della capacità interna? In caso contrario, dove puoi trovare le caratteristiche di temporizzazione della parte? A 12V, la capacità è di circa 1nF secondo una tabella nel manuale.
Lundin,

Aaahh - gate per svuotare la capacità !! Nella mia mente, c'era questa "capacità di input" che vedo nelle specifiche, e stavo immaginando questo come gate per drenare la capacità che influenza solo il segnale di input. Non mi è venuto in mente di immaginare una "capacità di uscita" (per così dire). Ad ogni modo (nessun gioco di parole previsto), ora funziona! Con la resistenza di uscita a 10Ω, sono necessari ca. 10ns per l'oscillazione dell'uscita.
Cal-linux,

Come meta-commento (se mi concedi) - divertente come sembri molto coerente con gli errori / sviste / ecc. Faccio ... Non molto tempo fa, ho pubblicato qui una domanda su (in qualche modo) amplificatori operazionali ad alta frequenza, e indovina un po ': stavo usando i miei valori di resistenza "predefiniti" (10k) a cui sono abituato per i circuiti audio , quando in effetti, per la larghezza di banda che stavo cercando, avevo bisogno di resistori intorno a 300Ω !!! Vabbè, sceglierò di vedere la coerenza come una cosa positiva :-)
Cal-linux il

Suggerirei anche di guardare da vicino l'accensione (al gate) per la velocità più lenta e di vedere l'altopiano del gate mentre il canale è inserito. Questo è un problema inerente ai MOSFET in modalità di miglioramento, ovviamente, ma deve essere compreso ottenere il massimo da loro.
Peter Smith,
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