MOSFET geçidini topraklamak için neden yüksek değerli bir direnç gereklidir?
Elektrik mühendisliğinde yeni. Giriş niteliğinde bir Cambridge üniversitesi kursunu takip ediyorum, ancak öğretim görevlisinin ne söylediği konusunda tam olarak net değilim ve danışacak kimsem yok çünkü kursun bu bölümünü büyük zaman kısıtlamaları altında kendi kendime öğretiyorum.
Buradaki diyagramda R G var . Kapının bir MOSFET'te bir metal oksit tabakası nedeniyle bir kapasitör gibi davrandığını anlıyorum, bu da ona esasen sonsuz giriş empedansı veriyor. Öyleyse neden kapıyı bir kabloyla toprağa bağlamayasınız? Bu, şarj birikmesi meydana gelmediğinden dalgalanmamasını sağlar. Dahası, öğretim görevlisi, R G'nin giriş empedansının değerini sonsuzdan sonlu bir değere ayarladığını (ve bu nedenle bir amplifikatörde kullanım için uygun şekilde büyük olması gerektiğini) söyledi ki bunu anlamıyorum çünkü hala kapasitif özellik var. MO katmanı dikkate alınmalıdır. Pratik bir senaryoda sonsuz bir direnişin neden bir sorun olduğunu da anlamıyorum.
Benzer gönderiler bulmaya çalıştım: Bu MOSFET'in "pullup" direnci neden gerekli? (özellikle sadece V DD ve V DS'yi bağlayamama fikri) ilgili noktaları olabilir gibi görünüyor . Ancak birçok temel detayı kaçırdığımı hissediyorum. Mosfet geçit direnci hakkında soru , yüksek değerli bir direncin 'başka türlü bağlanmadığında transistörü sürmekte olan kapasitif kuplajı önler' ve 'MOSFET'ten emin olmak için ... kapıdan toprağa bir direnç yerleştirmek yaygın bir uygulamadır. onu süren şey çıktının yüzmesine izin veriyorsa kapanacaktır. Aksi takdirde, parmağınızdan çok küçük akımlar, kapasitif kuplaj, endüktif kuplaj veya endişelenmediğiniz diğer şeyler, MOSFET'in kapı voltajını değiştirerek istenmeyen davranışlara neden olabilir '. Çıktının yüzmesine izin vermek ne demektir ve kapasitif sürüş nedir?
Yanıtlar
Belki bunu çok düşünüyorsun.
Gösterdiğiniz diyagram, açık olan bir geçit sinyali bağlantısı olduğunu ima etmektedir. R g , bir geçit sinyali olmadığında geçidin kaynağa giden bir DC yoluna (GND) sahip olmasını sağlamaktır . Sizin de belirttiğiniz gibi, FET geçidi empedansının pratikte sonsuz olması nedeniyle buna ihtiyaç vardır.
Yer referanslı bir kapı sinyali mevcutsa R g gerekli değildir.
Öyleyse neden kapıyı bir kabloyla toprağa bağlamayasınız?
O halde nasıl açıp kapatırsınız? Kapı kalıcı olarak 0V'ye bağlanırsa, bu transistöre asla davranmasını söyleyemezsiniz.
David Normal, aşağı çekme direncinin değerini zaten tartıştı. MOSFET geçidine başka bir giriş olmadığında, Rg, 0V'de oturmasını sağlar ve bu nedenle iletmeyecektir. Bununla birlikte, oradaki dirence ihtiyacınız var çünkü MOSFET'e açılmasını söylemek için kapıya harici bir sinyal uygulayarak etkisinin üstesinden gelmek istiyorsunuz.
Yukarıdaki alıntıda önerdiğiniz gibi, doğrudan alçak bağladıysanız, o zaman geçide voltaj uygularsanız, derhal toprağa kısa devre yapacak ve MOSFET'iniz asla açılamayacaktır. Kısacası, Rg siz onu zorlayana kadar geçidi 0 voltta (bilinen bir durum) "tutar". Arada yok.
Yüzer kapılı bir MOSFET her türlü soruna neden olabilir. Giriş empedansı çok yüksek olduğu için, geçitte herhangi bir voltaj dalgalanması kısmen açılmasına neden olabilir. Bu genellikle daha fazla dalgalanmaya yol açar ve MOSFET salınmaya başlayacaktır. Açıkçası bu, devrenizin düzensiz davranmasına neden olacak ve bazı durumlarda transistörün ısınmasına ve potansiyel olarak kalıcı hasara yol açacaktır. Bu tür bir davranış olasılığını ortadan kaldırmak için bir MOSFET (veya diğer yüksek empedanslı giriş) geçidinin bilinen bir durumda tutulması çok önemlidir.
Aşağı çekme etkisinin yanı sıra, Rg, yüksek hızlı uygulamalarda başka bir amaca hizmet edebilir. Bir MOSFET'in kapısı etkin bir şekilde bir kapasitör olduğundan, yüksek hızda geçiş yapıyorsanız, kapının deşarj olması ve transistörü kapatması biraz zaman alacaktır. MOSFET'in 50 pF giriş kapasitansına sahip 2n7000 olduğunu ve devrede Rg olmadığını varsayalım. Kapı ile zemin arasındaki empedans 50 MΩ olabilir. RC gecikmesi bu durumda R x C = [50x10 ^ (- 12)] x [50x10 ^ (6)] = 2.5x10 ^ (- 3) veya 2.5 milisaniye olacaktır. Transistörü 100 kHz'de (10 mikrosaniye periyodu) değiştirmeye çalışıyorsanız, MOSFET yeterince hızlı açılıp kapanmayacaktır. Kapı ile toprak arasına bağlanan bir direnç, kapı kapasitansını önemli ölçüde daha hızlı boşaltır ve MOSFET'i çok daha hızlı açıp kapatmanıza olanak tanır.
Tıpkı açık kollektör çekme dirençleri gibi transistörler gibi, MOSFET'ler de yalnızca kapı pimi herhangi bir noktada yüzer halde bırakılırsa yukarı kaldırmayı gerektirir. MOSFET geçidi bir güç kaynağına veya bir mikrodenetleyici pimine bağlandığında, kapı bilinen bir duruma (yüksek veya düşük) sahiptir. Ayrıca, kapının mosfet kapısını bilinen bir durumda tutmak için aşağı çekme direnci Rg'ye sahip olması iyi bir fikirdir, belki de gevşek bir bağlantı durumunda, bu kapıyı düşük bir potansiyelde tutacaktır. Bu, MOSFET'in Rds direncini düşük tutacaktır. Herhangi bir arıza durumunda ve kapı yüzer halde bırakılırsa, MOSFET'in Rds'si yükselir ve MOSFET, yüceltilmiş bir ısıtıcıya dönüşür. Bu, N tipi bir MOSFET'tir, özellikle motor gibi bir Endüktif yük bağladığınızda Rs direnci gerektirmez. Dirençli bir yük bağlandığında Rs devreye girer. Bu, N tipi için yaygın bir uygulama değildir.
Kısacası; giriş kaynağı çok yüksek bir empedansa sahip olduğunda (yani kapalı olduğunda), R G geçidi boşaltmak için bir akım yolu sağlarken, giriş kaynağı yüksek olduğunda yalnızca sınırlı bir akım sağlayabilir. R G'nin değeri bu iki gereksinim arasında bir uzlaşmadır; kısa sürede kapıyı boşaltacak kadar düşük, kaynağı aşırı yüklemeyecek kadar yüksek.
Sürücü kapalıysa (yüksek empedans) ve başka hiçbir yere giden yol yoksa, girişi ve devre elemanını (bu durumda geçit) herhangi bir doğrudan voltajdan elektriksel olarak izole ederek, "yüzer" denir. Bir bileşen yüzdüğünde, sahte bir sinyal oluşturacak veya bileşene zarar verecek statik yükü veya başıboş alanları alabilir.
Kapının kapasitansı yalnızca yüksek AC frekanslarında önemlidir ve bu nedenle açma / kapama anahtarlama süresini etkiler. DC davranışını başka hiçbir şekilde etkilemez.
Kapasitif bağlantı, sinyali bir kapasitörden geçirir. Sinyal olan herhangi bir net DC önyargısını engeller, ancak geçişlerin hızlı geçişine izin verir.