MOSFET como um resistor controlado por tensão

Essa pergunta pode ser muito localizada, mas eu tento.

É possível substituir um resistor variável por um MOSFET, nas condições mostradas no seguinte esquema?

Se sim, alguém pode propor um tipo de MOSFET ou os parâmetros MOSFET necessários.

esquemático

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

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Na verdade, estou tentando substituir o R2a por algo simples que eu possa controlar com um microcontrolador (DAC).

Estou invadindo um dispositivo existente e não posso substituir o resistor R1.

resistors mosfet voltage-divider

— sergej
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Você parece estar pressupondo uma solução. A saída deve estar na faixa de tensão específica (0,12 a 4,00 V) ou deve ser proporcional à tensão de alimentação (nominalmente 12 V)? Em outras palavras, ele realmente precisa ser implementado como um divisor de tensão, como mostrado?

— Dave Tweed

A saída deve ser proporcional à tensão de alimentação (10V .. 14 V). O resistor R1 já está implementado, não posso mudar isso. Preciso substituir o R2 por algo simples, que eu possa controlar por um microcontrolador.

— sergej

Crie dois níveis e explique o que você realmente está tentando realizar. Atenha-se ao que você deseja realizar, não como você acha que poderia ser realizado. Ao apresentar uma solução imaginada, torna mais difícil chegar ao problema real, principalmente porque nem sabemos o que é.

— amigos estão dizendo

ter um olhar para graffiti.virgin.net/ljmayes.mal/comp/vcr.htm

— JIm Dearden

Se você estiver invadindo um dispositivo existente, adquira um potenciômetro digital de 4 kOhm de 4 vias e agrupe-o para obter um resistor digitalmente controlável de 0 - 250 Ohm. Você o controla com I2C ou SPI, digitalmente, e não com um DAC. AD5254 ou AD8403 provavelmente poderiam fazê-lo.

— Jon Watte

Respostas:

Tecnicamente, o MOSFET pode operar como um resistor variável, mas há dois problemas principais:

Na região ôhmica (que é bastante estreita, em termos de tensão de saída), a linearidade é baixa e também depende da tensão de entrada. Não será muito fácil ajustá-lo para se comportar como um resistor adequado.
A resistência de saída dos MOSFETs geralmente não é um valor preciso, e será difícil obter o valor exato da folha de dados. O que você pode fazer é medi-lo para várias tensões de entrada e saída e criar uma tabela com os valores. Mas se você não precisar que seja preciso, poderá usar os gráficos na folha de dados.

Outra opção pode ser usar um videocassete integrado .

— clabacchio
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+1 para realmente responder à pergunta. Não que todos os outros comentários não sejam válidos, é claro.

— Bobbi Bennett

De acordo com o venerável livro de Martin Hartley Jones, p. 139 , os problemas de linearidade podem ser superados usando feedback negativo. Além disso, o mesmo livro diz que os atenuadores controlados por tensão FET eram comumente usados como dispositivos de controle automático de ganho (compressão de faixa dinâmica), por exemplo, pela Dolby. A nota da Siliconix AN105 possui alguns exemplos de circuitos com resistores de controle de tensão JFET: um circuito de realimentação e controle de tensão do ganho de um amplificador operacional, mas não o lendário circuito Dolby.

— Fizz

Além disso, outro nome para o resistor controlado por tensão é amplificador de transcondutância , que é mais provável que seja usado para se referir a um amplificador operacional (em vez de um único FET).

— Fizz

Três circuitos implementando um resistor controlado por tensão usando um OTA (amplificador de transcondutância operacional) são dados na folha de dados do LM137000 , pp. 12-14.

— Fizz

Sim Sergej. Você está 100% certo!

Um MOSFET pode ser facilmente usado como um resistor variável. Você precisa considerar alguns parâmetros importantes antes de usar como resistor variável. Coisas principais são

$R_{DS(on)}$
O comportamento do MOSFET na região linear, embora seja semelhante para quase todos os MOSFETs.

Agora veremos como podemos usá-lo como um resistor variável, usando as seguintes curvas características do MOSFET Corrente de drenagem vs. características de tensão de drenagem para Vgs especificadas

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

— Durgaprasad
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Eu acho que seria mais preciso dizer na região linear que o MOSFET "age como um resistor". Se realmente fosse um resistor, essas linhas de corrente de tensão seriam retas, mas você pode ver claramente que não são. Eles se aproximam de linhas retas, em alguma área pequena, mas dizer que são como um resistor é uma super idealização.

— Phil Geada

Sim Phil. Eu concordo completamente com você. Na minha resposta, eu só queria dar uma idéia, como a forma como seu alcance pode ser visto como uma resistência.

— Durgaprasad