Как возможно, что обратная передаточная емкость этого полевого транзистора настолько мала?

Полевой транзистор имеет паразитную емкость, которую можно смоделировать как конденсатор между каждым из его выводов (затвор, сток и исток), которые я обозначаю как C gd , C gs и C ds , как показано на рисунке ниже.

введите описание изображения здесь

Производители полевых транзисторов указывают в своих спецификациях другие емкости, которые обозначаются как входная емкость C iss , выходная емкость C oss и емкость обратного переноса (или Миллера) C rss . Насколько я знаю, эти емкости измеряются следующим образом:

  • C iss измеряется путем замыкания стока и истока, поэтому на самом деле это параллельные емкости C gd и C gs , следовательно: C iss = C gd + C gs

  • C oss измеряется закорачиванием затвора и истока, поэтому C oss = C gd + C ds

  • C rss измеряется между затвором и стоком (без замыкания), поэтому это C gd плюс последовательная емкость C gs и C ds : C rss = C gd + 1 / (1/C gs + 1/C ds )

Однако, когда я смотрю на техническое описание AO3162 , я вижу кое-что странное: это устройство имеет типичные значения C oss = 4,2 пФ, C oss = 0,45 пФ и C rss = 0,05 пФ.

C gd должно быть очень маленьким, поэтому я аппроксимирую C gs = C iss и C ds = C oss . Однако их последовательная емкость составляет 0,41 пФ, что намного больше измеренного значения C rss . Как это возможно?

Какой очень полезный Fet +1, он так же хорош, как клапан.

Ответы (2)

С р с с не измеряется путем помещения измерителя емкости между затвором и стоком и оставления истока открытым.

Это выводится из линейного поведения, которое в значительной степени контролируется емкостью Миллера, током затвора, необходимым для зарядки С р с с конденсатор, когда на стоке меняется напряжение.

Это эквивалентно измерению емкости с тремя выводами между затвором и стоком с защитным выводом на истоке. Это позволяет измерять все три конденсатора на этой диаграмме независимо, даже для показанных очень разных значений.

Действительно, обратите внимание на текст «ДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ» над таблицей, в которой перечислены Crss, а также на условия: «VGS=0V, VDS=25V». Если VDS = 25 В, образуется широкий обедненный слой стока, что приводит к малой емкости затвора. Cgd может сильно различаться в зависимости от того, как используется NMOS (условия смещения).
Хорошо я понял. Возможно ли тогда вычислить отдельные значения Cgd, Cgs и Cds из заданных Ciss, Coss и Crss? Если это не так, как мне смоделировать эти емкости для анализа схемы?

Часть ответа можно вывести из Rds(on), которое составляет 500 Ом (макс.), что в десять тысяч раз больше Rds(on) типичного переключающего MOSFET (скажем, 0,05 Ом).

Мощные переключающие МОП-транзисторы обычно реализуются в виде тысяч МОП-транзисторов меньшего размера, соединенных параллельно, что делает их пригодными для производственных процессов СБИС, но настроенными для более высокого напряжения.

Индивидуальные сопротивления в открытом состоянии каждого полевого транзистора суммируются параллельно, чтобы получить абсурдно малые значения (миллиомы), которые вы видите для всего устройства.

К сожалению, значения паразитной емкости также суммируются параллельно, поэтому значения пФ, которые вы ожидаете для отдельного MOSFET, вырастают до значений нФ, которые вы видите для всего устройства.

Так. если мы также масштабируем Crss на 10000, мы увидим 500 пФ (тип.) или 700 пФ (макс.), что ближе к значениям, которые вы ожидаете для масштабированного устройства 50 МОм.

Следовательно, моя гипотеза состоит в том, что это устройство представляет собой один полевой транзистор или небольшой массив (2,4 или около того), оптимизированный для переключения с низким током, где несколько сотен Ом Rds (on) не имеют значения. Фотки смерти было бы интересно...

Однако это не полное объяснение, так как (в масштабе 10000) Crss не совсем соответствует типичному диапазону nF.

Но обратите внимание, что напряжение пробоя необычно велико, около 700 В? Это подразумевает необычайно толстые диэлектрические слои, чтобы поддерживать напряженность поля (в вольтах на метр) между стоком и всем остальным в нормальных пределах.

А увеличение толщины диэлектрика в любом конденсаторе уменьшит емкость.

Между этими эффектами (масштабирование и настройка на высокое напряжение), я думаю, мы можем объяснить необычно низкую емкость.

Я понимаю вашу точку зрения. Так что на самом деле, когда я ищу полевой МОП-транзистор с исключительно низким Crss, то хорошей идеей будет искать устройство с высоким Rds(on) и высоким напряжением пробоя?
Я думаю, вы найдете здесь хорошую корреляцию. Другой подход состоит в том, чтобы умножить Rds(on) на Crss для нескольких полевых транзисторов, чтобы получить показатель качества: посмотрите, как это коррелирует с Vds(max). Вы можете найти семейство устройств, которое сломает кривую ... но я сомневаюсь, что оно сильно сломает ее. Теперь, какова ваша цель в поиске маленького Креста? Могут быть архитектурные решения, такие как тетродные лампы (или «полевые МОП-транзисторы с двойным затвором», которые можно было увидеть в ВЧ-усилителях 1980-х годов), или конфигурации каскодов, или даже способы устранения емкости Миллера (например, «нейтродинные» схемы 1920-х годов)
Я следую руководству Филиппа Хоббса по созданию входной части фотодиода . Полоса пропускания схемы и отношение сигнал-шум могут быть существенно улучшены путем включения транзистора с общей базой перед трансимпедансным усилителем, который изолирует емкость фотодиода от входа усилителя. Однако вся цель теряется, если транзистор добавляет большую емкость к земле (через Cgd) к инвертирующему входу, чем он использовал для изоляции...
Хорошо, если вы работаете с инвертирующим входом, нет умножения Миллера на обратную емкость, поэтому каскод ничего не даст с точки зрения пропускной способности.
Взгляните на antena.fe.uni-lj.si/literatura/VajeVT/Tetroda/pdf/BF981.pdf.
Теперь это MOSFET с двойным затвором, и, если я правильно понимаю, Crss - это емкость между стоком и первым затвором. Как насчет емкости между стоком и вторым затвором?
В таблице данных это указано как 1 пФ, но обычно g2 подключается к смещению постоянного тока, а не к входному сигналу.
Я думал, что Cig2-s - это заглушка между 2-м затвором и источником, а не заглушка между 2-м затвором и стоком? или я что-то упускаю? Верно, но в транзисторе с общей базой я бы соединил оба затвора с землей, не так ли? В любом случае, подключен ли G2 к земле или к смещению постоянного тока, не имеет значения для слабых сигналов переменного тока.
Как возможно, что обратная передаточная емкость этого полевого транзистора настолько мала?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 3v