MOSFET come resistore controllato in tensione

Questa domanda potrebbe essere troppo localizzata, ma ci provo.

È possibile sostituire un resistore variabile con un MOSFET, nelle condizioni mostrate nello schema seguente?

Se sì, qualcuno può proporre un tipo MOSFET o i parametri MOSFET richiesti.

schematico

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

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Quello che sto effettivamente cercando di realizzare è sostituire R2a con qualcosa di semplice che posso controllare con un microcontrollore (DAC).

Sto hackerando un dispositivo esistente e non posso sostituire il resistore R1.

resistors mosfet voltage-divider

— sergej
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Sembra che tu stia presupponendo una soluzione. L'uscita dovrebbe essere la gamma di tensione specifica (da 0,12 a 4,00 V) o dovrebbe essere proporzionale alla tensione di alimentazione (nominalmente 12 V)? In altre parole, deve davvero essere implementato come partitore di tensione come mostrato?

— Dave Tweed

L'uscita dovrebbe essere proporzionale alla tensione di alimentazione (10 V .. 14 V). Il resistore R1 è già implementato Non posso cambiarlo. Devo sostituire R2 con qualcosa di semplice, che posso controllare con un microcontrollore.

— sergej,

Fai apparire due livelli e spiega cosa stai veramente cercando di realizzare. Attenersi a ciò che si desidera realizzare, non al modo in cui si pensa che possa essere realizzato. Presentando una soluzione immaginata, rende più difficile affrontare il vero problema, soprattutto perché non sappiamo nemmeno di cosa si tratti.

— Olin Lathrop,

dai un'occhiata a graffiti.virgin.net/ljmayes.mal/comp/vcr.htm

— JIm Dearden,

Se stai hackerando un dispositivo esistente, prendi un potenziometro digitale a 4 vie da 1 kOhm e collegalo per ottenere un resistore controllabile digitalmente 0 - 250 Ohm. Lo controlli con I2C o SPI, digitalmente, piuttosto che con un DAC. AD5254 o AD8403 potrebbero probabilmente farlo.

— Jon Watte,

Risposte:

Tecnicamente il MOSFET può funzionare come un resistore variabile, ma ci sono due problemi principali:

Nella regione ohmica (che è abbastanza stretta, in termini di tensione di uscita) la linearità è scarsa e dipende anche dalla tensione di ingresso. Non sarà molto facile sintonizzarsi per comportarsi come un vero resistore.
La resistenza di uscita dei MOSFET di solito non è un valore preciso e sarà difficile ottenere il valore esatto dal foglio dati. Quello che puoi fare è misurarlo per varie tensioni di ingresso e uscita e creare una tabella con i valori. Ma se non è necessario per essere precisi, è possibile utilizzare i grafici nel foglio dati.

Un'altra scelta può essere quella di utilizzare un videoregistratore integrato .

— clabacchio
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+1 per aver effettivamente risposto alla domanda. Non che tutti gli altri commenti non siano validi, ovviamente.

— Bobbi Bennett,

Secondo il venerabile manuale di Martin Hartley Jones p. 139 , i problemi di linearità possono essere superati utilizzando il feedback negativo. Inoltre, lo stesso libro di testo afferma che gli atenuatori controllati in tensione FET erano comunemente usati come dispositivi di controllo automatico del guadagno (compressione della gamma dinamica), ad esempio da Dolby. La nota AN105 di Siliconix ha alcuni circuiti esemplificativi con resistori di controllo della tensione JFET: un circuito di feedback e controllo della tensione del guadagno di un amplificatore operazionale, ma non il leggendario circuito Dolby.

— Fizz,

Inoltre, un altro nome per il resistore controllato in tensione è l' amplificatore di transconduttanza , che è più probabile che venga usato per fare riferimento a un amplificatore operazionale (piuttosto che a un singolo FET).

— Fizz,

Tre circuiti che implementano un resistore controllato in tensione utilizzando un OTA (amplificatore di transconduttanza operativa) sono riportati nella scheda tecnica di LM137000 , pagg. 12-14.

— Fizz,

Sì Sergej. Hai ragione al 100%!

Un MOSFET può essere facilmente utilizzato come resistenza variabile. È necessario considerare alcuni parametri importanti prima di utilizzare come resistore variabile. Le cose principali sono

$R_{DS(on)}$
Il comportamento del MOSFET nella regione lineare è simile per quasi tutti i MOSFET.

Ora vedremo come utilizzarlo come un resistore variabile facendo uso delle seguenti curve caratteristiche del MOSFET Corrente di drain vs caratteristiche di tensione di drain per Vgs

$V_{GS}$ $V_{th}$
$V_{DS}$
$R_{DS(on)}$

— Durgaprasad
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Penso che sarebbe più preciso dire nella regione lineare che il MOSFET "agisce come un resistore". Se fosse davvero come un resistore, quelle linee di tensione-corrente sarebbero linee rette, ma puoi chiaramente vedere che non lo sono. Si avvicinano alle linee rette, su una piccola area, ma dire che sono come una resistenza è una sovra-ideazione.

— Phil Frost,

Sì, Phil. Sono completamente d'accordo con te. Nella mia risposta, volevo solo dare un'idea di come la sua gamma possa essere vista come una resistenza.

— Durgaprasad,