O que há com os MOSFETs?

Durante muito tempo, fiquei longe dos FETs e MOSFETs (quando se trata de usar transistores discretos em meus circuitos, isto é). Estou usando um projeto de hobby atual como uma desculpa para tentar finalmente me sentir confortável em usá-los. No entanto, não consigo parecer cara ou coroa com essas bestas.

Antes de tentar qualquer circuito real, estou executando simulações básicas de LTspice (quase "verificação de sanidade"). Circuitos extremamente simples, e eles ainda não parecem funcionar. Por exemplo, veja esta captura de tela LTspice abaixo - a sonda de tensão está na saída da fonte de alimentação; a corrente é medida através do resistor conectado ao pino de drenagem. Supõe-se que seja 1mA quando o MOSFET conduz (V2 é 12Volts), e espero que volte a 0mA por 1μs quando a tensão de entrada for 0V:

BTW, se eu transformar V1 em uma fonte DC, funcionará: eu o ajustei para 0V e a corrente através de R1 é 0mA (bem, na ordem de pA), e se eu defini-lo para 5V, a corrente será 1mA.

o que estou perdendo? Eu também tentei com um resistor de 100Ω da V1 até o portão; ele apenas produz um pequeno aumento na corrente ao alternar, mas ainda não volta a 0mA. Também adicionei um resistor de 10k do gate ao GND. Veja a imagem abaixo, mostrando a saída da simulação (e novamente: o que estou perdendo?):

Eu tenho algumas perguntas mais concretas sobre o assunto, mas acho melhor me familiarizar com os circuitos "de brinquedo" mais simples antes de tentar fazer aplicações "reais" (mesmo no contexto de projetos de hobby).

mosfet

— Cal-linux
fonte

Parece que você está trocando seu FET muito rapidamente - tente o primeiro novamente, desta vez com a tensão do portão mudando a cada segundo.

— Puffafish

Experimente um transistor de comutação rápida como o 2N700x.

— CL.

Faça o mesmo de simulação em um vastlty escala de tempo diferente, como 1000 vezes mais lento. Então mude os EUA (microssegundos) para ms (mili segundos) e execute a simulação novamente.

Observe como no primeiro gráfico o traço vermelho está diminuindo, mas antes de chegar a zero, você liga novamente o NMOS. Não há tempo para chegar a zero!

Há um grande capacitor presente entre a porta e o dreno e combinado com o resistor de dreno de 12 k que é uma grande constante de tempo. Maior que o 1us que você está permitindo. Então desacelere as coisas e veja o que acontece.

Quando você obtiver a curva esperada, diminua o valor do resistor de dreno e observe como a velocidade aumenta novamente. Em 1 nós, você provavelmente precisará de 120 ohms ou mais, não de 12 k ohm).

— Bimpelrekkie
fonte

Ah Uma resposta venceu meu comentário. Sim, a capacitância da porta será a causa do desligamento lento do FET.

— Puffafish

De acordo com o manual desta parte (canal N de comutação rápida), o pior caso de ativação / desativação é 42ns. Isso não leva em conta a capacitância interna? Caso contrário, onde você pode encontrar as características de tempo da peça? Em 12V, a capacitância é de aproximadamente 1nF, de acordo com uma tabela no manual.

— Lundin

Aaahh - portão para drenar a capacitância !! Em minha mente, havia essa "capacitância de entrada" que eu vejo nas especificações, e eu estava imaginando essa como uma porta para drenar a capacitância afetando apenas o sinal de entrada. Não me ocorreu imaginar uma "capacitância de saída" (por assim dizer). De qualquer forma (sem trocadilhos), está funcionando agora! Com o resistor de saída em 10Ω, são necessários aprox. 10ns para a saída balançar.

— Cal-linux

Como um meta-comentário (se você me quer) - engraçado como eu pareço ser muito consistente com os erros / descuidos / etc. Eu faço .... Há pouco tempo, postei aqui uma pergunta sobre amplificadores operacionais (de certa forma) de alta frequência, e adivinhem: eu estava usando meus valores de resistores "padrão" (10k) aos quais estou acostumado a circuitos de áudio , quando na verdade, para a largura de banda que eu estava procurando, eu precisava de resistores em torno de 300Ω !!! Oh bem, eu vou optar por ver a consistência como uma coisa boa :-)

— Cal-linux

Eu também sugeriria olhar atentamente para a velocidade mais lenta (ligar o portão) e ver o platô do portão à medida que o canal é puxado. Essa é uma questão inerente aos MOSFETs do modo de aprimoramento, é claro, mas precisa ser entendida como tirar o máximo proveito deles.

— Peter Smith