Что случилось с МОП-транзисторами?


9

Долгое время я держался в стороне от полевых транзисторов и полевых транзисторов (когда речь идет об использовании дискретных транзисторов в моих схемах). Я использую текущий хобби-проект в качестве предлога, чтобы, наконец, освоиться с их использованием. Тем не менее, я не могу сделать головы или хвосты из этих зверей.

Прежде чем пробовать какие-либо реальные схемы, я запускаю базовые (почти «проверка работоспособности») симуляции LTspice. Чрезвычайно простые схемы, и они все еще не работают. Например, см. Этот снимок экрана LTspice ниже - датчик напряжения находится на выходе блока питания; ток измеряется через резистор, подключенный к выводу стока. Предполагается, что он составляет 1 мА, когда MOSFET проводит (V2 12 В), и я ожидаю, что он вернется к 0 мА в течение 1 мкс, когда входное напряжение 0 В:

введите описание изображения здесь

Кстати, если я сделаю V1 источником постоянного тока, то он будет работать: я установлю его на 0 В, и ток через R1 будет 0 мА (ну, в порядке pA), и если я установлю его на 5 В, ток будет 1 мА.

Что мне не хватает? Я также попробовал с резистором 100 Ом от V1 до затвора; при переключении он просто слегка округляет ток, но все равно не возвращается к 0 мА. Я также добавил резистор 10 кОм от затвора к GND. Смотрите изображение ниже, показывающее результаты симуляции (и снова: что мне не хватает?):

введите описание изображения здесь

У меня есть несколько более конкретных вопросов по этой теме, но я полагаю, что лучше освоиться с простейшими «игрушечными» схемами, прежде чем пытаться делать какие-либо «реальные» приложения (даже в контексте хобби-проектов).


2
Похоже, вы слишком быстро переключаете свой FET - попробуйте первый, на этот раз с изменением напряжения затвора каждую секунду или около того.
Puffafish

Попробуйте быстродействующий транзистор, такой как 2N700x.
кл.

Ответы:


14

Выполните ту же симуляцию в совершенно другом масштабе времени, например, в 1000 раз медленнее. Так что измените us (микросекунды) на ms (миллисекунды) и запустите симуляцию снова.

Обратите внимание, что на первом графике красная трасса идет вниз, но прежде чем она достигнет нуля, вы снова включаете NMOS. Нет времени дойти до нуля!

Между затвором и стоком имеется большой конденсатор, объединенный с резистором стока 12 кОм, который является большой постоянной времени. Больше, чем 1us, вы позволяете это. Так что помедленнее и смотрите, что происходит.

Когда вы получите ожидаемую кривую, уменьшите значение резистора стока и обратите внимание, как скорость снова увеличивается. На 1 нас вам, вероятно, нужно 120 кОм или около того, а не 12 кОм).


Ах. Ответ побил мой комментарий. Да, емкость затвора будет причиной медленного выключения полевого транзистора.
Puffafish

Согласно инструкции к этой части (быстрое переключение N-канала), наихудший случай включения / выключения составляет 42 нс. Не учитывает ли это внутреннюю емкость? Если нет, где вы можете найти временные характеристики детали? При 12 В емкость составляет примерно 1 нФ в соответствии с таблицей в руководстве.
Лундин

Ааааа - ворота для слива емкости !! На мой взгляд, была эта «входная емкость», которую я вижу в спецификациях, и я представлял ее как ёмкость затвора, влияющую только на входной сигнал. Мне не приходило в голову представить «выходную емкость» (так сказать). Во всяком случае (не каламбур), это работает сейчас! С выходным резистором на 10 Ом, это занимает ок. 10нс для выхода качать.
Cal-linux

В качестве мета-комментария (если вы меня балуете) - забавно, как я, кажется, очень согласен с ошибками / упущениями / и т.д. Я делаю .... Не так давно я разместил здесь вопрос о (несколько) высокочастотных операционных усилителях, и угадайте, что: я использовал значения резисторов по умолчанию (10 кОм), к которым я привык для звуковых цепей когда на самом деле, для полосы пропускания, которую я искал, мне нужны были резисторы около 300 Ом !!! О, хорошо, я выберу, чтобы последовательность была хорошей вещью :-)
Cal-linux

Я бы также предложил внимательно посмотреть на включение (на воротах) для более медленной скорости и увидеть плато ворот, когда канал втягивается. Это, конечно, присущая проблема в полевых МОП-транзисторах, но ее необходимо понимать, чтобы получить максимальную отдачу от них.
Питер Смит
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.