ダイオードは電流を遮断しますが、電圧は遮断しませんか？

CircuitLabでこのテスト回路を実行すると、予想される結果はM1のみが開くことでしたが、それと3Vの間にダイオードがあるにもかかわらず、M4 mosfetも開いていることに気付きました。両方のゲートしきい値が1.5vに設定されています。

また、電流に奇妙なスパイクが現れることに気づきました

それはダイオードが電流ではなく電圧をブロックするということですか？

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

1N4148データシートの図3 。

• ダイオードのリーク電流は非常に小さいです。3 Vでは、これは3.5〜10 nAになります。
• 2N7000は -10 nAの最大のゲート-ボディのリーク電流、フォワードを持っています。
• ダイオードの容量も約4 pFです。電源投入時に電源電圧がゼロから+3 Vに急上昇すると、ダイオード容量によりM4のゲートも急上昇します。

ほとんどの電子機器で気になる電圧の影響は電流です。デバイスが電流を遮断すると、電圧は重要ではなくなり、静電効果を節約できます。

示されている回路の問題は、シールドされていないMOSFETゲートが本質的にフローティング状態になることです（そこへの、またはそこからの電流パスはありません）。ほとんどの場合、フローティングMOSFETゲートは設計エラーであり、未定義の動作を引き起こします。

電圧を阻止するという考えはナンセンスです。「抵抗」と分圧器の観点から問題を考える必要があります（「抵抗」は引用符で囲んでいます。これは反応しないが、非常に非線形であるためです）。トランジスタはMOSFETであるため、そのゲートの抵抗は、逆方向ダイオードによって提供される抵抗よりもはるかに高く（リーク電流のため）、ダイオードD3とM4のゲートで構成される分割器は、ほぼすべての電圧をゲートに送信します。

したがって、解決策は簡単です。M4のゲートとシャーシアースの間に大きな値の抵抗を置くだけです。

「電圧がある」が実際に何を意味するか見てみましょう：

回路の2点間に電圧が存在するということは、電位の差をその値で測定することを意味します $U$。したがって、これらのポイント間に導電パスがあった場合$R<\infty$ 電流が流れます $U=RI$。電位差の存在（$U$）は、電子がAからBに到達できることを意味しませんが、その1つのスポットが他からの「余剰」を受け入れることになります。

ダイオードは理論的には $R=\infty$ ある方法で $R=0$他の。ただし、これらの近似は実際には当てはまりません。これにより、ダイオードを通して「逆方向」に小さな電流が流れる可能性があります。