Il circuito funge da convertitore di corrente da 5 a 10 mA all'optoisolatore. Un po 'meno a tensioni più basse.
Il "trucco" qui è che il BFR30 è un JFET (Junction Field Effect Transistor) e NON un MOSFET più comune (al giorno d'oggi), e si comporta fondamentalmente in modo diverso da un MOSFET.
Scheda tecnica BFR30 qui . È essenzialmente un dispositivo in "modalità di svuotamento" che è completamente acceso quando Vgs = 0 e richiede che Vgs sia negativo per spegnerlo. La presa positiva di Vgs fa fluire la corrente di gat (diversamente da un mOSFET) mentre conduce il diodo sorgente di gate normalmente polarizzato inverso. (Absmax di Igs consentito è 5 mA - vedere la scheda tecnica).
Quando il gate è collegato alla sorgente, il transistor è ON e funge da sorgente di corrente con ID di 5 mA min e 10 mA max a Vds = 10V. Vedi la scheda tecnica.
Per disattivare il transistor Vgs deve essere negativo.
Vds absmax è mostrato come +/- 25V in modo da impostare la massima tensione consentita nel circuito.
La Fig 3 mostra l'ID corrente atteso a Vds = 10V per vari valori di Vgs con le curve minime e massime tipiche mostrate.
La Figura 4 mostra gli ID contro Vgs per vari valori di Vds da 0 a 10 V. Quando Vds raggiunge i 10 V, la corrente si è appiattita per approssimare una fonte di corrente, sempre di più in quanto Vgs è sempre più negativo.
AGGIUNTO
Q1: Quindi R18 agisce solo come un divisore di tensione, lasciando cadere Vsupply - Vds @ 5mA max?
Q2: un'alimentazione di 5 V come input minimo sarebbe sufficiente?
A dire 5mA il calo attraverso R18 = I x R = 0,005 x 100 = 0,5 V, quindi influisce sulla tensione disponibile, ma non enormemente.
Il suo ruolo principale è quello di agire come un limitatore di corrente su picchi di input sostanziali quando D18 conduce - senza di essa D18 cercherà di accettare qualsiasi energia che gli viene inviata istantaneamente - che può essere fatale.
Per progettare un circuito come questo o per vedere se funzionerà in determinate condizioni, è necessario utilizzare il valore peggiore. Per i componenti "peggio" può essere il valore massimo o minimo a seconda di come influenza il circuito.
In questo caso ci sono 3 parti non lineari in serie (diodo, GET, opto-diodo) quindi un approccio semplice è fare un set minimo di ipotesi, collegare i parametri del caso peggiore per quel set di presupposti e poi vedere se ha funzionato sotto quello presupposto impostato e quanto vicino è il confine.
Non sono riuscito a trovare un fotoaccoppiatore che corrispondesse ai nomi indicati, quindi scelgo quello più economico che Digikey vende ad esempio. Prezzi qui - LTV817, 37c in quelli, 7,6c in quantità 10k.
Scheda tecnica JFR BFR30 qui:
Scheda tecnica diodi BAV100 qui:
Scheda tecnica pto LTV817 qui:
Supponiamo: 5 mA di corrente.
Utilizzando i fogli dati:
Peggiore opto-diodo Vf a 20 mA = 1,4 V (1,2 V tipico).
Sarà leggermente inferiore a 5 mA, ma 1,4 V va bene, come si vedrà.
Diodo BAV103 a 5 mA = circa 0,7 V. Utilizzare 0,8 V per la sicurezza. Aspettatevi più in basso.
R18 drop = 0,5 V.
A Vin = 5 V che lascia l'equilibrio per la FET = 5 - 0,5 - 0,7 - 1,4 = 2,4 V.
Scheda tecnica JFET Fig 4 mostra Ids vs Vds tipici di Vgs = 0. / Vds ~ = 1,25 V a 4 mA Vds ~ = 1,6 V a 4,5 mA Vds = 2,25 V a 5 mA
Quelle sono tensioni tipiche. A Vgs = 0V e Vds = 10V, Ids è ~ = 4/6/10 mA.
Mescola tutti insieme e arrostisci fino a quando non sono teneri e concluderei che nel caso peggiore potresti non ottenere 5 mA e quasi sicuramente otterrai 4 mA.
La versione più economica di questo opto ha un CTR del 50% a 4 mA in modo da ottenere 2 mA a Vout opto = 10V.
Se si sta tentando di ottenere un'oscillazione della tensione rail-rail di 5 V con un'alimentazione di 5 V, una resistenza di carico da 10k fornisce un'oscillazione da 2x a 4x di ogni mA in ingresso specificato di cui è necessario.
Quindi, sì, funzionerà a 5V in molte applicazioni.
Probabilmente a 4V.
Essere decisamente infelice a 3V.
