この単純なFET回路がこのように動作するのはなぜですか?


15

ここに画像の説明を入力してください

上記の回路では、S1を押して離すと、LEDがオンになり、オンのままになります。これはなぜですか?DMMを接続するとLEDがオンにならないため、DMMでゲート電圧を直接測定することはできません。

LEDが点灯している場合(S1を押してから離す)、S2を押してから離すと、LEDは予想どおりに消灯します。

FETに関するECEの本の章をざっと読みましたが、この現象については何も言及していなかったようです...


1
LEDがオフで、メーターをS1に接続すると、LEDをオンにできるはずです。メーターの非常に高い抵抗でも、FETゲートを充電および放電するのに十分な電流が流れます。
トランジスタ

だから/あなたの指(皮膚抵抗へようこそ)(人間の種類、ワイヤーの皮膚の深さの種類ではない)
Ecnerwal

7
スイッチの設定は、単にデッドショートを求めていること
通行人

また、あなたのブックは、おそらくあなたは完全にオフFETをシャットするプルダウン抵抗を必要と言って、これを言及しない
通行人

ゲート容量の役割を説明する正解とは別に、ゲートを「フローティング」のままにしないでください(低インピーダンス<1 MOhm回路に接続されていない)。高インピーダンスのため、ゲートはランダムノイズを拾うか、最悪の場合、FETが完全に破壊される可能性があります。
ilkhd

回答:


24

S1を押すと、小さな容量Cgsを持つゲートに電荷が蓄積されます。この電荷は電界を維持し、ドレインとソース間のチャネルを維持します。S2を押すと、ゲートの充電が解除され、チャネルがオフになります


2
+1 MOSFETのリーク電流はわずか(ただし、おそらく最大値としてデータシートに示されている数値よりも桁違いに小さい)であるため、MOSFETはある程度のレベルで安定することに注意してください(オン、オフまたはその中間)は、最後に押されたスイッチに関係ありません。室温に近づくには数日かかる場合があります。これは基本的に、ダイナミック(およびEEPROM)メモリセルの動作方法です。
スペロペファニー

S2を10Kの抵抗に置き換えた場合、S1が解放されると抵抗がゲート-ソース間容量を放電するため、S1は期待どおりに機能します。
スティーブG

3
@SteveG -あなたが楽しいFETのトリックのポイントを逃しているように見える...
Ecnerwal

9

MOSFETのゲートには、非常に高いDC抵抗があります。すべての意図と目的のために、何らかの定常状態の値に座っているだけであれば、基本的には電流をまったく消費しません(フェムトアンペア以下を話しています)。

また、MOSFETゲートにはすべて「寄生容量」があり、これは本質的に、ゲートをドレインとソースに接続する2、3の小さなコンデンサ(通常は数pF)です。

スイッチS1を押すと、+ 5Vレールから大量の電荷が取り込まれ、MOSFETがオンになります。秘trickは、ゲートの寄生コンデンサも充電することです。S1をリリースすると、保存されているすべてのチャージはどこにも行きません。MOSFETのゲートによって消費されることはありません(ゲートは電流を消費しないため)。また、グランドに戻るパスもありません。

充電には行き先がないため、他の何か(S2やマルチメーターなど)を接続し、充電のための経路を地上に戻すまで、ゲートに+ 5Vを維持します。

編集:面白い事実、この現象はNANDフラッシュの動作方法でもあります。


3
明確にするために、MOSFETに追加の「寄生コンデンサ」はありません。MOSFETの入力容量は、デバイスの基本的な特性です。なぜなら、ゲート電極は、誘電体の薄い層。また、一般的なパワーMOSFETデバイスの入力容量は、pFではなく、数ナノファラッドになる可能性があります。
nekomatic
弊社のサイトを使用することにより、あなたは弊社のクッキーポリシーおよびプライバシーポリシーを読み、理解したものとみなされます。
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.