Am längsten habe ich mich von FETs und MOSFETs ferngehalten (wenn es darum geht, diskrete Transistoren in meinen Schaltungen zu verwenden). Ich nehme ein aktuelles Hobbyprojekt als Ausrede, um mich endlich damit vertraut zu machen. Ich kann jedoch nicht scheinen, aus diesen Bestien Kopf oder Zahl zu machen.
Bevor ich echte Schaltkreise ausprobiere, führe ich grundlegende (fast "Sanity Check") LTspice-Simulationen durch. Extrem einfache Schaltungen, und sie scheinen immer noch nicht zu funktionieren. Sehen Sie sich zum Beispiel diese LTspice-Bildschirmaufnahme unten an - die Spannungssonde befindet sich am Ausgang des Netzteils; Der Strom wird über den Widerstand gemessen, der an den Drain-Pin angeschlossen ist. Es soll 1 mA sein, wenn der MOSFET leitet (V2 ist 12 Volt), und ich erwarte, dass es für 1 μs auf 0 mA zurückgeht, wenn die Eingangsspannung 0 V beträgt:
Übrigens, wenn ich V1 zu einer Gleichstromquelle mache, dann funktioniert es: Ich setze es auf 0 V und der Strom durch R1 ist 0 mA (also in der Größenordnung von pA), und wenn ich es auf 5 V setze, beträgt der Strom 1 mA.
Was vermisse ich? Ich habe es auch mit einem 100Ω Widerstand von V1 zum Gate versucht; es macht beim Schalten nur einen kleinen runden Stromstoß, aber es kommt immer noch nicht auf 0mA zurück. Ich habe auch einen 10k-Widerstand vom Gate zum GND hinzugefügt. Siehe Bild unten, das die Ausgabe der Simulation zeigt (und noch einmal: Was fehlt mir?):
Ich habe einige konkretere Fragen zu diesem Thema, aber ich denke, ich sollte mich besser mit den einfachsten "Spielzeug" -Schaltungen vertraut machen, bevor ich versuche, "echte" Anwendungen zu erstellen (auch im Rahmen von Hobbyprojekten).
Antworten:
Führen Sie dieselbe Simulation auf einer sehr unterschiedlichen Zeitskala durch, beispielsweise 1000-mal langsamer. Ändern Sie also die us (Mikrosekunden) in ms (Millisekunden) und führen Sie die Simulation erneut aus.
Beachten Sie, wie im ersten Diagramm die rote Kurve abfällt, aber bevor sie Null erreicht, schalten Sie das NMOS wieder ein. Es hat keine Zeit, Null zu erreichen!
Zwischen Gate und Drain befindet sich ein großer Kondensator, der in Kombination mit dem 12-k-Drain-Widerstand eine große Zeitkonstante darstellt. Größer als die 1us, die Sie zulassen. Also verlangsamen Sie die Dinge und sehen Sie, was passiert.
Wenn Sie die erwartete Kurve erhalten, senken Sie den Wert des Drain-Widerstands und beachten Sie, wie sich die Geschwindigkeit wieder erhöht. Bei 1 us benötigen Sie wahrscheinlich 120 Ohm oder so, nicht 12 kOhm.
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