Ada apa dengan MOSFET?

9

Untuk waktu yang paling lama, saya telah menjauh dari FET dan MOSFET (ketika datang untuk menggunakan transistor diskrit di sirkuit saya, yaitu). Saya mengambil proyek hobi saat ini sebagai alasan untuk mencoba dan akhirnya merasa nyaman menggunakannya. Namun, sepertinya aku tidak bisa membuat kepala atau ekor dari binatang buas ini.

Sebelum mencoba sirkuit nyata, saya menjalankan simulasi LTspice dasar (hampir "sanity check"). Sirkuit yang sangat sederhana, dan tampaknya masih tidak berfungsi. Sebagai contoh, lihat tangkapan layar LTspice di bawah ini - probe voltase berada pada output dari catu daya; arus diukur melalui resistor yang terhubung ke pin Drain. Seharusnya 1mA ketika MOSFET melakukan (V2 adalah 12Volts), dan saya berharap untuk kembali ke 0mA untuk 1μs ketika tegangan input 0V:

masukkan deskripsi gambar di sini

BTW, jika saya membuat V1 sumber DC, maka itu berfungsi: Saya mengaturnya ke 0V dan arus melalui R1 adalah 0mA (baik, dalam urutan pA), dan jika saya mengaturnya ke 5V, saat ini adalah 1mA.

Apa yang saya lewatkan? Saya juga mencoba dengan resistor 100Ω dari V1 ke gerbang; itu hanya membuat sedikit putaran saat ini ketika beralih, tetapi masih tidak kembali ke 0mA. Saya juga menambahkan resistor 10k dari gerbang ke GND. Lihat gambar di bawah, menunjukkan output dari simulasi (dan lagi: apa yang saya lewatkan?):

masukkan deskripsi gambar di sini

Saya memang memiliki beberapa pertanyaan konkret tentang topik tersebut, tetapi saya pikir saya lebih baik merasa nyaman dengan sirkuit "mainan" yang paling sederhana sebelum saya mencoba untuk melakukan aplikasi "nyata" (bahkan dalam konteks proyek hobi).

Cal-linux
sumber
2
Sepertinya Anda terlalu cepat mengganti FET - coba yang pertama, kali ini dengan voltase gerbang yang berubah setiap detik.
Puffafish
Coba transistor switching cepat seperti 2N700x.
CL.

Jawaban:

14

Melakukan simulasi yang sama pada vastlty skala waktu yang berbeda, seperti 1000 kali lebih lambat. Jadi ubah us (mikro detik) ke ms (mili detik) dan jalankan simulasi lagi.

Perhatikan bagaimana di plot pertama jejak merah turun tetapi sebelum mencapai nol Anda mengaktifkan NMOS lagi. Tidak ada waktu untuk mencapai nol!

Ada kapasitor besar yang ada di antara gate dan drain dan dikombinasikan dengan resistor drain 12 k yang merupakan konstanta waktu yang besar. Lebih besar dari yang kami izinkan. Jadi, perlambat segalanya dan lihat apa yang terjadi.

Ketika Anda mendapatkan kurva yang Anda harapkan, turunkan nilai resistor tiriskan dan catat bagaimana kecepatan meningkat lagi. Pada 1 kami, Anda mungkin perlu 120 ohm atau lebih, bukan 12 k ohm).

Bimpelrekkie
sumber
Ah. Sebuah jawaban mengalahkan komentar saya. Ya, kapasitansi gerbang akan menjadi penyebab dimatikannya FET dengan lambat.
Puffafish
Menurut manual bagian ini (saluran N switching cepat), case turn-on / turn-off terburuk adalah 42ns. Apakah itu tidak memperhitungkan kapasitansi internal? Jika tidak, di mana Anda dapat menemukan karakteristik waktu bagian tersebut? Pada 12V, kapasitansi kira-kira 1nF menurut tabel dalam manual.
Lundin
Aaahh - gerbang untuk menguras kapasitansi !! Dalam pikiran saya, ada "kapasitansi input" yang saya lihat dalam spesifikasi, dan saya membayangkan yang ini sebagai gerbang untuk mengalirkan kapasitansi yang hanya mempengaruhi sinyal input. Tidak terpikir oleh saya untuk menggambarkan "kapasitansi keluaran" (bisa dikatakan). Bagaimanapun (tidak ada permainan kata-kata yang dimaksudkan), itu berfungsi sekarang! Dengan resistor keluaran pada 10Ω, dibutuhkan kira-kira. 10ns untuk output berayun.
Cal-linux
Sebagai meta-komentar (jika Anda menuruti saya) - lucu bagaimana saya tampaknya sangat konsisten dengan kesalahan / kelalaian / dll. Saya membuat .... Belum lama ini, saya memposting di sini pertanyaan pada (agak) op-amp frekuensi tinggi, dan coba tebak: Saya menggunakan nilai-nilai resistor "default" (10k) yang biasa saya gunakan untuk sirkuit audio , padahal sebenarnya, untuk bandwidth yang saya cari, saya membutuhkan resistor sekitar 300Ω !!! Oh well, saya akan memilih untuk melihat konsistensi sebagai hal yang baik :-)
Cal-linux
Saya juga akan menyarankan untuk melihat dari dekat pada menghidupkan (di gerbang) untuk kecepatan yang lebih lambat dan melihat dataran tinggi gerbang ketika saluran ditarik. Ini adalah masalah yang melekat dalam mode peningkatan MOSFET, tentu saja, tetapi perlu dipahami untuk dapatkan yang terbaik dari mereka.
Peter Smith