¿Cuál es el propósito de esta resistencia de polarización?

Para que Q1 esté apagado (donde 'off' se define como una corriente inferior a 250uA), la tensión de la fuente de la puerta debe ser inferior a 1V (según el valor de la hoja de datos de Vgs (th). Desde R5 + R6 || R4 = 13.33K, y la compuerta ve 100/120 del voltaje, hasta 90uA de fuga sería aceptable. Ese es un diseño bastante conservador considerando que la fuga tiene una clasificación de Tj = 125 ° C, a menos que tenga alguna razón para esperar muy alto Temperaturas de funcionamiento (tal vez esté pensado para funcionar en un entorno bajo el capó).

Si se redujera R5 + R6 a 11K / 2K, funcionaría de manera similar, pero el Zener vería mucha más corriente a altos voltajes de entrada. Con 60V en, R6 disiparía 1.6W vs. 0.24W en R4 más 0.14W en R6. Si cambia la relación de R5 / R6, entonces afecta la cantidad de voltaje de la compuerta en Q1 con un voltaje de entrada bajo, y tendría que analizar cómo afectaría eso al circuito (tal vez Q1 se queme durante el arranque, por ejemplo) .

Bien, ejecuté algunas simulaciones de "barrido de CC" de PSpice en este circuito, barriendo el valor del VIN de cero voltios a 60 VCC, y con el parámetro de temperatura nominal (TNOM) establecido en 125C. Esto es lo que encontré. (Advertencia: sustituí un transceptor Q1 por un rectificador internacional IRF9530N HEXFET Power para transistor Q1 porque no pude localizar rápidamente un modelo SPICE para la parte ZXMP6A13F y fui demasiado vago para crear ese modelo SPICE desde cero. )

Caja 1) Circuito original. Para VIN > = 8.3V, el diodo zener D2 está ENCENDIDO y sujeta Q1 VGS = -6.8V sobre el rango de voltaje efectivo de VIN. (n.b. Supongo que una batería de automóvil de 12 VCC es la fuente de energía nominal). Entonces, como dije en mi segundo comentario en respuesta al comentario de @Tom, creo que el trabajo de D2 es proporcionar una ruta de baja impedancia entre la fuente de Q1 y los pines de la puerta, asegurando así que el voltaje de la puerta de Q1 rastrea rápidamente el voltaje de fuente de Q1 (es decir, VIN). Si se eliminara D2, habría una constante de tiempo RC entre la fuente de Q1 y la compuerta que agregaría una ondulación no deseada a la tensión de salida de CC en el drenaje de Q1. Y finalmente, para VIN = 60V, Q1 VGS≅-40mV.

Caso 2) Circuito original, pero retire la resistencia R4. La simulación de DC Sweep arrojó esencialmente los mismos resultados que en el caso 1, excepto que para VIN = 60V, Q1 VGS≅-400mV (aproximadamente 10 veces su valor anterior). Tenga en cuenta que el voltaje de umbral de la puerta de Q1 se especifica como -1.0 VDC < = VTH < = -3.0 VDC. Claramente, el trabajo de R4 es mantener el Q1 VGS muy por debajo del mínimo de -1.0 VDC.

Caso 3) Circuito original, pero retire la resistencia R4 y cambie el valor de R5 a 10k. En esta configuración, Q1 VGS nunca supera los -6.8 VDC. Aproximadamente VIN = 19V, D1 se activa, se apaga Q2, se apaga Q1 (esto ocurre antes de que Q1 VGS alcance -6.8V). En otras palabras, el diodo Zener D2 nunca se enciende, y esperaría ver un aumento de la ondulación del voltaje en el drenaje del Q1. Y finalmente, para VIN = 60V, Q1 VGS≅-60mV.