Una regla de oro común que se escucha al aprender Ingeniería Eléctrica es que la corriente de compuerta de un MOSFET siempre es aproximadamente 0. ¿Cuándo no es seguro asumir que es 0?
MOSFET: ¿Cuándo no podemos asumir que la corriente de la puerta es 0?
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pregunta Andres Riofrio
6 respuestas
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En condiciones transitorias, la corriente de la compuerta no será nula ya que necesita cargar (o descargar) la capacitancia de la compuerta y esto requiere corriente. Cuanto mayor sea la corriente de la compuerta, más rápido cambiará el voltaje de la compuerta y más rápido cambiará el dispositivo. Una vez que se completa la transición del conmutador, la corriente de la puerta se aproxima a cero (y es principalmente la corriente de fuga).
Para frecuencias de conmutación baja (PWM), la corriente de la puerta rms será baja. Las frecuencias de conmutación más altas aumentarán la corriente rms.
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madrivereric
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Compruebe la hoja de datos. Para este MOSFET especifican una puerta a la corriente de fuga de origen de un máximo de 100 nA. Si está manejando el FET desde un vehículo, por ejemplo, probablemente puede ignorarlo. Si está utilizando un voltaje estático con una carga muy baja, el 100nA puede ser demasiado. Todo depende de su aplicación, pero en la mayoría de los casos, esta corriente estática será despreciable. La activación y desactivación provocarán un pico de corriente mucho más grande para cargar y descargar la capacitancia de la puerta.
respondido por el
stevenvh
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La excepción más importante generalmente no es la fuga estática, pero cuando se carga o descarga la capacitancia de la compuerta para encenderla o apagarla.
Las corrientes de compuerta de alrededor de 0,1 a 1 amperio normalmente se requieren para cargar y descargar la capacitancia de la compuerta en tiempos de rapidez útil.
Demasiado rápido conduce a pérdidas adicionales.
Demasiado lento hace que el FET esté en un estado de resistencia activa entre apagado y duro y disipe cantidades muy sustanciales de energía en relación con lo que se puede lograr con un diseño adecuado.
Esta es la razón por la que se requieren controladores de compuerta y por la que no puede manejar una compuerta MOSFET a altas frecuencias desde un pin del microcontrolador que normalmente puede entregar de 1 a 30 mA, incluso cuando los requisitos de voltaje se cumplen bien.
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Russell McMahon
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Situación hipotética: supongamos que desea implementar instrumentación / detección de voltajes generados por cargas muy pequeñas. (Cargas que podrían drenarse incluso por una pequeña corriente a través de una impedancia muy alta).
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Kaz
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Aquí hay algunas formas de onda que indican algunas de las naturalezas transitorias de un gran MOSFET. La corriente de la compuerta aumenta durante el cambio y puede haber causado una caída en el voltaje de la unidad de compuerta aquí. (línea negro)
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Tony EE rocketscientist
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Creo que esta generalización proviene de la comparación de un MOSFET con un BJT en términos de una aplicación de amplificación idealizada.
"Un BJT es un dispositivo controlado por corriente (corriente de colector que controla la corriente base, voltaje de base sujeto a una caída directa PN) mientras que un MOSFET es un dispositivo de transconductancia (la corriente de base es despreciable, el voltaje de base controla la corriente del colector)", como dice el profesor.
Cuando se habla de amplificadores de "estado estable" (sin cambios bruscos o grandes oscilaciones en la desviación), el supuesto de "corriente de base cero" es lo suficientemente cierto como para permitirle realizar un trabajo significativo.
Cuando introduce la conmutación dura de alta frecuencia, como otros han señalado, las capacitancias inherentes del MOSFET dominan el comportamiento (es decir, la corriente de base dibujada es una función de carga y descarga de la capacitancia de la compuerta), por lo que la suposición de 'corriente cero' es invalidado.
respondido por el
Adam Lawrence
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