Un diodo blocca la corrente ma non la tensione?

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Quando eseguivo questo circuito di prova su CircuitLab e il mio risultato atteso era che solo M1 si aprisse, ma poi ho notato che anche il mosfet M4 è aperto anche se c'è un diodo tra esso e il 3V la soglia del Gate su entrambi è impostata su 1,5v

ho anche notato alcuni strani picchi che appaiono sulla corrente

Significa che un diodo blocca la corrente ma non la tensione?

schematico

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

circuit-analysis

— soundslikefiziks
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I diodi non ideali hanno corrente di dispersione. Insieme al rumore casuale, carica la capacità del gate M4.

— Long Pham,

Questa è in effetti la risposta.

— Janka,

Se si desidera che M4 non si accenda a causa della corrente di dispersione D3, aggiungere un resistore pull-down al gate di M4. Se la sua resistenza moltiplica la corrente di dispersione è molto inferiore alla tensione di soglia M4, M4 non si accende. Manterrà anche il rumore casuale dal caricamento del gate di M4. Qualcosa come 100k dovrebbe essere OK.

— Lorenzo Donati - Codidact.org

A proposito, a cosa serve questo circuito? M4 sembra non avere scopo. Hai semplicemente giocato con il simulatore o avevi in mente funzionalità specifiche?

— Lorenzo Donati - Codidact.org

@LorenzoDonati Sì, l'aggiunta di un resistore pull-down da 100k è esattamente quello che ho finito per fare. il circuito che vedi qui è solo per testare cosa è andato storto con il circuito originale, che era un circuito con 2 interruttori on / off, un interruttore che apriva la M1 e il secondo interruttore che apriva sia M1 che M4, l'etichetta M4 invece di M2 è solo il risultato dell'eliminazione e dell'aggiunta di mosfet.

— soundslikefiziks

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Figura 3 dal foglio dati 1N4148 .

I diodi hanno una corrente di dispersione molto piccola. A 3 V questo sarà compreso tra 3,5 e 10 nA.
Il 2N7000 ha una corrente di dispersione del gate-body, diretta di -10 nA max.
Il diodo ha anche una capacità di circa 4 pF. Quando la tensione di alimentazione passa da zero a +3 V all'accensione, la capacità del diodo farà saltare anche la porta di M4.

— Transistor
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L'effetto della tensione che ti interessa nella maggior parte dei componenti elettronici è attuale. Quando un dispositivo blocca la corrente, rende la tensione irrilevante, risparmiando effetti elettrostatici.

Il problema nel circuito mostrato è che lascia essenzialmente un gate MOSFET non schermato fluttuante (nessun percorso di corrente verso o da esso). Un gate MOSFET mobile è quasi sempre un errore di progettazione, che porta a comportamenti indefiniti.

— rackandboneman
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Stai parlando di M1 e M4, o solo M4? E quale sarebbe la soluzione? Aggiungi una resistenza pull-down?

— Eran,

M4, se assumiamo che il punto "+ 3v" non venga mai lasciato fluttuare da solo.

— Rackandboneman,

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L'idea di bloccare la tensione è un'assurdità. Devi pensare al problema in termini di "resistenza" e divisore di tensione (sto mettendo le virgolette intorno a "resistenza", perché non è reattivo ma è fortemente non lineare). Poiché il transistor è un MOSFET, il gate ha una resistenza molto più elevata rispetto alla resistenza offerta dal diodo invertito (a causa della corrente che perde) e il divisore realizzato dal diodo D3 e il gate dell'M4 trasmettono quasi tutta la tensione al gate.

Quindi la soluzione è semplice: basta inserire un resistore di alto valore tra il gate dell'M4 e la massa del telaio.

— Camion
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Quindi la resistenza a terra sarà sostanzialmente parallela alla resistenza del cancello? Questa è l'idea?

— Eran,

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Sì, al fine di ridurre la bassa resistenza (cioè al telaio) del divisore di tensione, che altrimenti è superiore a 10 ° ohm (motivo per cui tali componenti sono sensibili alle scariche elettrostatiche).

— Camion

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Diamo un'occhiata a cosa significa in realtà "c'è una tensione":

La presenza di una tensione tra due punti di un circuito significa che misuriamo una differenza nel potenziale elettrico con il valore $U$ . Quindi, se ci fosse un percorso conduttivo tra questi punti con $R<\infty$ ci sarebbe una corrente $U=RI$ . La presenza di una potenziale differenza ( $U$ ) non significa che gli elettroni possano andare da A a B, ma che un punto accetterebbe il "surplus" dall'altro.

Un diodo è, in teoria, $R=\infty$ in un modo e $R=0$ nell'altro. Tuttavia, quella approssimazione non è vera nella realtà. Ciò può portare a una piccola corrente che scorre "indietro" attraverso un diodo.

— Trish
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