Warum hat CircuitLab die MOSFET-Symbole?

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CircuitLab hat [früher - sie haben ihre Symbole geändert, seit diese Frage gestellt wurde] diese albernen Dinge:

schematisch

simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab

Meine Augen sind viel mehr an diese gewöhnt:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

... mit den einfacheren Versionen auf der rechten Seite, die eigentlich nur im Zusammenhang mit CMOS-ICs verwendet werden.

Ich glaube nicht, dass ich jemals CircuitLab-Symbole gesehen habe, die in freier Wildbahn verwendet wurden. Tatsächlich scheint eine Google-Bildsuche nach MOSFET nur ein Vorkommen von CircuitLab- Symbolen zu sein, was eine Anpassung des Wikipedia -Bildes zu sein scheint .

Bin ich hier total von meinem Rocker weg? Sind diese Symbole eine verrückte europäische Konvention, die ich kenne, oder hat CircuitLab sie ausgewählt, um mich zu ärgern?

Die Bildnotizen auf Wikipedia deuten darauf hin, dass diese Symbole von Sedra und Smith, "Microelectronic Circuits" , stammen. Da ich dieses Buch jedoch nicht habe, weiß ich nicht, welche Rechtfertigung es gegebenenfalls für neue Symbole gibt. Kann jemand etwas Licht ins Dunkel bringen?

Phil Frost
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Gibt es hier eine Frage oder jammern Sie nur? Solange die neuen Symbole eindeutig sind, sind sie verwendbar, schneller zu zeichnen und die Notation ist analog zu BJT-Symbolen. Sie können sie verwenden oder nicht, wie Sie möchten.
Dave Tweed
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@ DaveTweed, ich finde diese Frage absolut legitim. Phil fragte, ob diese Symbole häufig vorkommen, ob sie für bestimmte geografische Gebiete besonders sind und ob die Verwendung dieser Symbole einen zusätzlichen Wert hat (im Vergleich zu denen, an die er gewöhnt ist).
Vasiliy
Ich sehe hier keinen Grund für eine Ablehnung. Wenn Sie die Frage nicht verstanden haben - bitten Sie um Klarstellung
Vasiliy
@ DaveTweed ja, es gibt eine Frage am Anfang und am Ende. Warum verwendet Circuitlab diese Symbole, wo im Grunde nichts anderes? Und was sagt dieses Buch über sie aus, da die einzige andere Verwendung dieser Symbole dieses Buch ist?
Phil Frost
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Ich denke, diese Symbole sind Standard für CMOS-IC-Texte (siehe Razavi, Gray & Meyer usw.). Aber angesichts der Ästhetik von CL wollten sie wahrscheinlich das sauberste Symbol, das sie bekommen konnten.
Mng

Antworten:

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Ich weiß nicht genau, was die Designer von CircuitLab gedacht haben, aber Sedra und Smith haben eine dreiteilige Abbildung (Nummer 5.11 in der 6. Ausgabe des Lehrbuchs), in der ihre MOSFET-Notation vorgestellt / gezeigt wird, gefolgt von einer Erklärung, die ich vollständig zitieren werde (aus einem Grund, der am Ende offensichtlich wird):

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Abbildung 5.11 (a) zeigt das Schaltungssymbol für den MOSFET vom n-Kanal-Anreicherungstyp. Beachten Sie, dass der Abstand zwischen den beiden vertikalen Linien, die das Gate und den Kanal darstellen, darauf hinweist, dass die Gateelektrode vom Gehäuse des Geräts isoliert ist. Die Polarität des Substrats (Körpers) vom p-Typ und des n-Kanals wird durch die Pfeilspitze auf der Linie angezeigt, die den Körper (B) darstellt. Diese Pfeilspitze zeigt auch die Polarität des Transistors an, nämlich dass es sich um ein n-Kanal-Gerät handelt. Obwohl der MOSFET eine symmetrische Vorrichtung ist, ist es beim Schaltungsdesign oft nützlich, einen Anschluss als Source und den anderen als Drain zu bezeichnen (ohne S und D neben die Anschlüsse schreiben zu müssen). Dieses Ziel wird mit dem in Abb. 5.11 (b) gezeigten modifizierten Schaltungssymbol erreicht. Hier befindet sich eine Pfeilspitze auf dem Quellterminal. Dadurch wird es vom Abflussanschluss unterschieden. Die Pfeilspitze zeigt in die normale Richtung des Stromflusses und zeigt somit die Polarität des Geräts (dh n Kanal) an. Beachten Sie, dass im geänderten Symbol die Pfeilspitze nicht auf der Körperlinie angezeigt werden muss. Obwohl das Schaltungssymbol in Abb. 5.11 (b) die Source von der Drain klar unterscheidet, ist es in der Praxis die Polarität der Spannung, die über die Vorrichtung angelegt wird, die Source und Drain bestimmt; Der Drain ist in einem n-Kanal-FET immer relativ zur Source positiv. In Anwendungen, bei denen die Quelle mit dem Körper des Geräts verbunden ist, ist eine weitere Vereinfachung des Schaltungssymbols möglich, wie in Abb. 5.11 (c) gezeigt. Dieses Symbol wird auch in Anwendungen verwendet, bei denen die Auswirkung des Körpers auf den Schaltungsbetrieb nicht wichtig ist, wie später zu sehen sein wird. Die Pfeilspitze zeigt in die normale Richtung des Stromflusses und zeigt somit die Polarität des Geräts (dh n Kanal) an. Beachten Sie, dass im geänderten Symbol die Pfeilspitze nicht auf der Körperlinie angezeigt werden muss. Obwohl das Schaltungssymbol in Abb. 5.11 (b) die Source von der Drain klar unterscheidet, ist es in der Praxis die Polarität der Spannung, die über die Vorrichtung angelegt wird, die Source und Drain bestimmt; Der Drain ist in einem n-Kanal-FET immer relativ zur Source positiv. In Anwendungen, bei denen die Quelle mit dem Körper des Geräts verbunden ist, ist eine weitere Vereinfachung des Schaltungssymbols möglich, wie in Abb. 5.11 (c) gezeigt. Dieses Symbol wird auch in Anwendungen verwendet, bei denen die Auswirkung des Körpers auf den Schaltungsbetrieb nicht wichtig ist, wie später zu sehen sein wird. Die Pfeilspitze zeigt in die normale Richtung des Stromflusses und zeigt somit die Polarität des Geräts (dh n Kanal) an. Beachten Sie, dass im geänderten Symbol die Pfeilspitze nicht auf der Körperlinie angezeigt werden muss. Obwohl das Schaltungssymbol in Abb. 5.11 (b) die Source von der Drain klar unterscheidet, ist es in der Praxis die Polarität der Spannung, die über die Vorrichtung angelegt wird, die Source und Drain bestimmt; Der Drain ist in einem n-Kanal-FET immer relativ zur Source positiv. In Anwendungen, bei denen die Quelle mit dem Körper des Geräts verbunden ist, ist eine weitere Vereinfachung des Schaltungssymbols möglich, wie in Abb. 5.11 (c) gezeigt. Dieses Symbol wird auch in Anwendungen verwendet, bei denen die Auswirkung des Körpers auf den Schaltungsbetrieb nicht wichtig ist, wie später zu sehen sein wird.

Sie wollten also grundsätzlich einen Pfeil für den Stromfluss verwenden, anstatt "S" und "D" zu schreiben. und dies gilt sowohl für ihre 4-Pin- als auch für ihre 3-Pin-Darstellung von MOSTFETs. Obwohl das fragliche Diagramm (vielleicht amüsant, obwohl ich vermute, dass es aus Gründen der absoluten Klarheit gemacht wird) immer noch die D- und S-Bezeichnungen [für die Teile (b) und (c)] zeigt, werden in nachfolgenden Diagrammen des Buches das vereinfachte Symbol (c) verwendet ) werden diese S & D-Labels tatsächlich gelöscht. Es scheint, dass CircuitLab diese Symbole aus demselben Grund übernommen hat, da sie keine Buchstaben daneben anzeigen.

Nachtrag: Wenn ich unter der ersten Abbildung im OP auf "Diese Schaltung simulieren" klicke, komme ich tatsächlich zu einer Seite mit folgenden Symbolen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Es scheint also, dass CircuitLab in der Zwischenzeit seine Meinung über ihre (Standard-) MOSFET-Symbole geändert hat! (Die neuen Symbole sind die IEC 60617-Symbole .) Trotzdem vermute ich, dass Sedra und Smith trotz dieses Rückschlags bei der Adoption ihre Notation fortsetzen werden ...

EDIT: Auf Anfrage unten gibt es tatsächlich eine spätere Abbildung in Sedra & Smith (Nummer 5.19 in der 6. Ausgabe), in der die p-Kanal-MOSFET-Symbole eingeführt werden:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Erklärung dafür ist viel kürzer (wie Sie es von einer analogen Figur erwarten würden):

Das Schaltungssymbol für den MOSFET vom p-Kanal-Verstärkungstyp ist in Abb. 5.19 (a) dargestellt. Abbildung 5.19 (b) zeigt ein modifiziertes Schaltungssymbol, in dem eine Pfeilspitze, die in die normale Richtung des Stromflusses zeigt, am Quellenanschluss enthalten ist. Für den Fall, dass die Quelle mit dem Substrat verbunden ist, wird normalerweise das vereinfachte Symbol von Abb. 5.19 (c) verwendet.

Sie kehren einfach alle Pfeile relativ zum n-Kanal-Fall um. Es werden keine Kreise hinzugefügt oder etwas anderes.

Fizz
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Die vierte Ausgabe enthält Ihre Symbole (a) und (c) wie in Abbildung 5.10 dargestellt. Das Symbol (b) fehlt, daher muss es später hinzugefügt werden. Meine Ausgabe enthält auch ähnliche Symbole für MOSFETs vom Verarmungstyp in Abbildung 5.20. Vielleicht möchten Sie die Erschöpfungssymbole zu Ihrer Antwort hinzufügen, da in den Kommentaren zu Vasiliys Antwort Verbesserung vs. Erschöpfung auftauchte. Persönlich bevorzuge ich die einfacheren Symbole von S & S, aber ich kann sehen, wie das Auslassen des Körperterminals die Menschen stören würde. Die umschließenden Kreise nerven mich nur; Ich brauche keinen Schaltplan, um zu sagen, ob ich einen IC entwerfe oder nicht.
Adam Haun
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Ich verstehe Ihre Verwirrung, aber mein Standpunkt ist das Gegenteil - warum diese komplizierten Symbole verwenden:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Was bedeuten Pfeile auf diesen Symbolen? Warum zum Teufel ist das Tor in einer durchstochenen Linie gezogen? Welche Funktion hat dieser nervige Kreis? Warum sind die Quelle und die Masse auf dem Symbol kurzgeschlossen?

Ich bin viel sicherer mit diesen Jungs: Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Manchmal wird die "Pfeilnotation" mit der "Kreisnotation" kombiniert: Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

In ist sehr praktisch, um diese Symbole zu verwenden, da der Pfeil Folgendes anzeigt:

  • Das Source-Terminal
  • Die Richtung des konventionellen Stroms

Der einzige Nachteil bei der Verwendung des einfachsten Symbols (ohne "Kreisnotation") besteht darin, dass Sie sich merken müssen, in welche Richtung der Pfeil in NMOS und PMOS zeigt - nach außen bzw. nach innen. Wenn Sie sich jedoch daran erinnern, dass der Strom von Elektronen in NMOS und von Löchern in PMOS geleitet wird, müssen Sie sich keine so nutzlosen Informationen wie Pfeilrichtungen merken - es dauert genau 20 Sekunden, um zu verstehen, auf welches Gerät Sie schauen auf Richtung der Strömung relativ zur Quelle.

Vasiliy
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Nun, die durchstochene Linie soll anzeigen, dass dies eine Verbesserung ist, kein Verarmungs-MOSFET, und die Quelle und die Masse werden kurzgeschlossen gezeigt, weil sie auf diese Weise hergestellt sind .
Phil Frost
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Einige diskrete Kleinsignaltransistoren bringen die Substratverbindung separat heraus. Leistungstransistoren verwenden fast universell eher eine vertikale als eine laterale Struktur, bei der es unmöglich (oder zumindest nicht sinnvoll) ist, sie zu trennen.
Dave Tweed
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Wie ein weiser Mann sagte, sind MOSFETs tatsächlich 4 Endgeräte, nicht 3.
Anindo Ghosh
Nun, mit Ausnahme der durchstochenen Linie, die eine Verbesserung anzeigt, scheinen alle anderen Merkmale zumindest rudimentär zu sein. Die Tatsache, dass viele Transistoren über eine integrierte Source-to-Bulk-Verbindung verfügen, rechtfertigt nicht die Übernahme dieser Norm. Ich stimme für Einfachheit und Allgemeinheit :)
Vasiliy
Von allen Symbolen, die hier diskutiert werden, beschreiben nur diejenigen, über die sich @VasiliyZukanov beschwert, dass sie zu kompliziert sind, die Geräte gemäß IEC 60617 korrekt.
Peter TB Brett