Alguien me dijo que este circuito tiene una "capacidad de unidad de puerta pobre":
¿Qué significa eso exactamente? Lo probé con un LED como una carga para M1, y el microcontrolador puede encenderlo y apagarlo bien. ¿En qué circunstancias es un problema la mala capacidad de la unidad? ¿Cómo puedo mejorarlo?
La respuesta está al final, pero, en caso de que no esté familiarizado con el concepto de condensador MOS, haré una revisión rápida.
Condensador MOS:
El transistor Gate of MOSFET es esencialmente un condensador. Cuando aplica cualquier voltaje a este capacitor, responde acumulando una carga eléctrica:
Lacargaacumuladaenelelectrododelapuertaesinútil,perolacargadebajodelelectrodoformauncanalconductorquepermitequefluyaunacorrienteentrelosterminalesdeFuenteyDrenaje:
El transistor se enciende cuando la carga almacenada en este condensador se vuelve apreciable. La tensión de la compuerta a la que sucede esto se denomina tensión de umbral (esencialmente, es la tensión de la puerta al cuerpo que es relevante aquí, pero supongamos que el cuerpo se define como un potencial cero).
Como usted sabe, cargar un capacitor a través de una resistencia lleva tiempo (siempre hay algo de resistencia presente, incluso si el esquema no contiene resistencias). Este tiempo depende del valor del condensador y del resistor:
Alcombinartodaslasdeclaracionesanteriores,obtenemos:
La respuesta:
Cuando la gente dice "mala capacidad de la unidad de compuerta" significa que los tiempos de encendido y apagado del transistor en una configuración dada son demasiado largos.
"¿Demasiado largo en comparación con qué?" Podría preguntar, y esta es la pregunta más importante que debe hacer. Los tiempos de encendido / apagado requeridos dependen de muchos aspectos en los que no quiero entrar. Solo como ejemplo, piense en impulsar el transistor con una onda cuadrada periódica que tenga un ciclo de trabajo del 50% y un período de 10 ms. Desea que el transistor esté ENCENDIDO durante la fase alta y APAGADO durante la fase baja de la señal. Ahora, si el tiempo de encendido del transistor en una configuración dada será de 10 ms, está claro que 5 ms de señal de fase alta no será suficiente para encenderlo. La configuración dada tiene "capacidad de unidad de puerta pobre".
Cuando utilizó el transistor para encender el LED, no empleó altas frecuencias de conmutación, ¿verdad? En este caso, el tiempo de conmutación del transistor no fue de gran importancia, solo quería ver que se enciende / apaga eventualmente.
Summary:
La "capacidad de accionamiento de puerta" no puede ser buena o mala en general, pero es lo suficientemente buena para su aplicación o no. Depende de los tiempos de conmutación que desee lograr.
Para reducir los tiempos de conmutación, puede hacer lo siguiente:
No hay nada que puedas hacer con la capacitancia de Gate, es una propiedad incorporada del transistor.
Espero que esto ayude
El problema surge cuando los MOSFET se deben activar / desactivar a una frecuencia relativamente alta. La capacitancia de Miller introducida en la puerta (Cgs) juega un papel importante entonces, por lo que la carga / descarga de esta capacidad a una alta frecuencia requiere que se inyecten en la puerta corrientes superiores a 1A.
En la operación estática y de CC, sin embargo, el circuito del variador "ve" una carga de impedancia muy alta y puede activar / desactivar el MOSFET fácilmente. Solo para probar y verificar, aumente la frecuencia del pin GPIO en el esquema que se muestra y observe la forma de onda en la Puerta del MOSFET.
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