O co chodzi z tranzystorami MOSFET?

9

Od dłuższego czasu trzymam się z dala od FET i MOSFET-ów (jeśli chodzi o użycie dyskretnych tranzystorów w moich obwodach). Biorę obecny projekt hobby jako pretekst, aby spróbować i wreszcie poczuć się komfortowo z jego użyciem. Jednak nie potrafię robić głów ani ogonów z tych bestii.

Przed wypróbowaniem jakichkolwiek rzeczywistych obwodów korzystam z podstawowych (prawie „sprawdzanie poprawności”) symulacji LTspice. Niezwykle proste obwody i nadal nie działają. Na przykład zobacz zrzut ekranu LTspice poniżej - sonda napięciowa znajduje się na wyjściu zasilacza; prąd jest mierzony przez rezystor podłączony do kołka spustowego. Ma on wynosić 1 mA, gdy MOSFET przewodzi (V2 wynosi 12 V), i spodziewam się, że wróci do 0 mA dla 1 μs, gdy napięcie wejściowe wynosi 0 V:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

BTW, jeśli zrobię V1 źródłem prądu stałego, to działa: ustawiam go na 0 V, a prąd przez R1 wynosi 0 mA (cóż, w kolejności pA), a jeśli ustawię na 5 V, prąd wynosi 1 mA.

czego mi brakuje? Próbowałem też z rezystorem 100Ω od V1 do bramki; po przełączeniu powoduje tylko mały okrągły prąd w prądzie, ale nadal nie wraca do 0mA. Dodałem również rezystor 10k od bramki do GND. Zobacz obraz poniżej, przedstawiający wyniki symulacji (i ponownie: czego mi brakuje?):

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Mam kilka bardziej konkretnych pytań na ten temat, ale myślę, że lepiej się oswoić z najprostszymi „zabawkowymi” obwodami, zanim spróbuję wykonać „prawdziwe” aplikacje (nawet w kontekście projektów hobbystycznych).

Cal-linux
źródło
2
Wygląda na to, że zbyt szybko przełączasz FET - spróbuj ponownie pierwszego, tym razem ze zmianą napięcia bramy co sekundę.
Puffafish,
Wypróbuj szybko przełączany tranzystor, taki jak 2N700x.
CL.

Odpowiedzi:

14

Wykonaj tę samą symulację w ogromnej innej skali czasowej, na przykład 1000 razy wolniej. Więc zmień us (mikro sekundy) na ms (milisekundy) i ponownie uruchom symulację.

Zauważ, jak na pierwszym wykresie czerwony ślad spada, ale zanim osiągnie zero, ponownie włączasz NMOS. Nie ma czasu na osiągnięcie zera!

Pomiędzy bramką a drenem występuje duży kondensator w połączeniu z rezystorem drenu 12 k, który jest dużą stałą czasową. Większy niż 1us, na który pozwalasz. Spowolnij więc i zobacz, co się stanie.

Po uzyskaniu oczekiwanej krzywej obniż wartość rezystora drenażowego i zwróć uwagę na to, jak prędkość ponownie wzrasta. Przy 1 u nas prawdopodobnie potrzebujesz około 120 omów, a nie 12 kiloomów).

Bimpelrekkie
źródło
Ach Odpowiedź pokonała mój komentarz. Tak, pojemność bramki będzie przyczyną powolnego wyłączania FET.
Puffafish,
Zgodnie z instrukcją tej części (szybki kanał N przełączania) najgorsza przypadek włączenia / wyłączenia to 42ns. Czy to nie uwzględnia wewnętrznej pojemności? Jeśli nie, gdzie można znaleźć charakterystykę czasową części? Przy 12 V pojemność wynosi około 1 nF zgodnie z tabelą w instrukcji.
Lundin,
Aaahh - brama do drenażu pojemności !! W mojej głowie była ta „pojemność wejściowa”, którą widzę w specyfikacjach, i wyobrażałem ją sobie jako bramę do odprowadzania pojemności wpływającą tylko na sygnał wejściowy. Nie przyszło mi do głowy, żeby wyobrazić sobie „pojemność wyjściową” (że tak powiem). W każdym razie (bez zamierzonej gry słów), teraz działa! Przy rezystorze wyjściowym 10 Ω potrzeba około 10ns dla wychylenia wyjścia.
Cal-linux,
Jako meta-komentarz (jeśli mnie pobłażacie) - zabawne, jak się wydaje, że jestem bardzo zgodny z błędami / przeoczeniami / itp. Robię .... Nie tak dawno temu zamieściłem tutaj pytanie dotyczące (nieco) wzmacniaczy operacyjnych wysokiej częstotliwości i zgadnijcie, co: użyłem moich „domyślnych” wartości rezystorów (10k), do których jestem przyzwyczajony do obwodów audio , kiedy tak naprawdę, dla poszukiwanego pasma potrzebowałem rezystorów około 300Ω !!! No cóż, wybiorę spójność jako dobrą rzecz :-)
Cal-linux
Sugerowałbym również przyjrzenie się bliżej włączeniu (przy bramce) w celu uzyskania wolniejszej prędkości i zobaczeniu płaskowyżu bramy, gdy kanał jest wciągany. Jest to nieodłączny problem w trybach MOSFET w trybie ulepszania, ale należy to zrozumieć jak najlepiej z nich korzystać.
Peter Smith,