MOSFETはどうなっていますか?


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長い間、私はFETやMOSFETに近づきませんでした(回路でディスクリートトランジスタを使用する場合)。私は現在の趣味のプロジェクトを口実として、最終的にそれらを使いこなすようにしています。しかし、私はこれらの獣から頭や尾を作ることができないようです。

実際の回路を試す前に、基本的な(ほぼ「健全性チェック」)LTspiceシミュレーションを実行しています。非常にシンプルな回路で、まだ機能していないようです。たとえば、以下のLTspice画面キャプチャを参照してください—電圧プローブは電源の出力にあります。電流は、ドレインピンに接続された抵抗を介して測定されます。MOSFETが導通しているとき(V2は12Volts)は1mAであると想定されており、入力電圧が0Vのときは1μsの間0mAに戻ると予想します。

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ちなみに、V1をDCソースにすると、動作します。0Vに設定し、R1を流れる電流は0mA(pAのオーダー)です。5Vに設定すると、電流は1mAになります。

何が欠けていますか?また、V1からゲートまでの100Ω抵抗を試してみました。スイッチング時に電流に少し丸みを帯びたバンプを作成しますが、それでも0mAに戻りません。また、ゲートからGNDに10kの抵抗を追加しました。シミュレーションの出力を示す下の画像を参照してください(ここでも、何が欠けていますか?):

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私はこのトピックについてより具体的な質問がありますが、「ホビープロジェクトのコンテキストでも」「実際の」アプリケーションを実行する前に、最も単純な「おもちゃ」の回路に慣れるほうがよいと思います。


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FETの切り替えが速すぎるようです。最初のFETをもう一度試してください。今回は、ゲート電圧が1秒ごとに変化しています。
2018

2N700xのような高速スイッチングトランジスタを試してください。
CL。

回答:


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1000倍遅いなど、さまざまな時間スケールで同じシミュレーションを実行します。したがって、us(マイクロ秒)をms(ミリ秒)に変更して、シミュレーションを再度実行します。

最初のプロットで赤いトレースが下がっていますが、ゼロに達する前に、NMOSを再びオンにしてください。ゼロに達する時間はありません!

ゲートとドレインの間に大きなコンデンサーがあり、時定数が大きい12 kのドレイン抵抗と組み合わされています。許可している1usよりも大きい。だから物事を遅くし、何が起こるか見てください。

期待どおりのカーブが得られたら、ドレイン抵抗の値を下げて、速度が再び増加することに注意してください。1 usでは、おそらく12 kオームではなく120オーム程度が必要です。


ああ。答えは私のコメントを上回った。はい、ゲート容量がFETのスイッチオフの遅い原因となります。
2018

この部分のマニュアル(高速スイッチングNチャネル)によると、最悪のターンオン/ターンオフケースは42nsです。内部容量は考慮されていませんか?そうでない場合、部品のタイミング特性はどこにありますか?マニュアルの表によると、12Vでの静電容量は約1nFです。
ランディン

Aaahh —ゲートからドレインへの静電容量!! 私の考えでは、仕様に見られるこの「入力容量」があり、これを入力信号のみに影響を与えるゲート-ドレイン容量として描いていました。(いわば)「出力容量」を想像することは思いもよらなかった。とにかく(しゃれは意図されていません)、それは現在機能しています!出力抵抗が10Ωの場合、約10分かかります。出力がスイングするための10ns。
Cal-linux 2018

メタコメントとして(あなたが私を甘やかすなら)—私がミス/見落とし/その他と非常に一貫しているように見えるのはおかしい。私が作る....少し前に、私はここに(やや)高い周波数のオペアンプに関する質問を投稿し、何を推測します:私はオーディオ回路に慣れている「デフォルト」の抵抗値(10k)を使用していました、実際に、私が探していた帯域幅については、300Ω前後の抵抗が必要でした!!! まあ、私は一貫性を良いものとして見ることを選択します:-)
Cal-linux

また、速度が遅い(ゲートでの)ターンオンを注意深く調べ、チャネルが引き込まれるときのゲートのプラトーを確認することをお勧めします。これは、もちろんエンハンスメントモードMOSFETに固有の問題ですが、それらを最大限に活用します。
Peter Smith、
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