Pregunta sobre el comportamiento de MOSFET

Simplemente responderé a la parte de NMOS de tu pregunta. Las respuestas para PMOS son similares, por lo que la explicación debe continuar.

  

a) Flujo de corriente a través del transistor MOSFET de canal N

     

1. No depende del voltaje de V1
  
2. Depende del voltaje de V2
  
3. No depende de la carga actual de la puerta (desde V2)
  

Mientras esté operando el MOSFET en saturación, esto es exactamente lo que espera. El gráfico relevante de la hoja de datos de su dispositivo es este:

Cuandoelvoltajedelafuentedelapuerta(ensuesquemadelvoltajeentreN4yN5)eslosuficientementealto,soloelvoltajedelafuentedelapuertatieneunfuerteefectoenlacorrienteatravésdelMOSFET;Elvoltajedelafuentededrenaje(controladoporV1ensucircuito)tienemuypocoefecto.

SireduceV2losuficientementebajo,yconpasoslosuficientementepequeños,deberíapoderrastrearelrolloffenlaregióntriode,dondetantoV1comoV2afectaránlacorriente.

  

c)Lacargaactualdelacompuertaesextremadamentebaja(aproximadamente0.0002fA).

Estoesexactamenteloquedebesver.LacompuertadelMOSFETesefectivamenteuncondensador,yenDCcasinoconducecorriente.

  

b)ElvoltajeatravésdeR3nuncaesmayorqueV2-V1(inclusosilaresistenciadeR3esinfinita)>ynodependedelvoltajedelV1.

Nuevamente,estoesaproximadamenteloquedeberíaver,peroV2-V1noeselparámetrorelevante,elumbralVgsdelFETes.SielvalordeR3aumentaaunacorrienteconstante,reduciráladiferenciaentrelosvoltajesN4yN5.Esdecir,reduciráelvoltajedelafuentedelapuertadelMOSFET,hastaqueVgsalcancesu"umbral" cuando el FET prácticamente deje de conducir por completo. Entonces, si R3 se vuelve infinito, el MOSFET se apaga y no fluye corriente a través de R3. A pesar de que R3 tiene un valor muy alto, el voltaje en R3 se convierte en 0.

Creo que lo que estás viendo es un artefacto de una caja de esquina del simulador. Irónicamente, probablemente obtendrías el mismo resultado con un circuito real, pero por una razón diferente. Esto se debe a que un voltímetro real tiene una resistencia finita, por lo que cargará el drenaje incluso si de otro modo no está conectado a nada.

Cuando la fuente se acerca al voltaje de la compuerta, el FET estará apagado. Sin embargo, siempre hay alguna fuga finita. Esta fuga debería eventualmente llevar la fuente al menos al nivel de la puerta. La fuente será un nodo de impedancia muy alta en ese caso, por lo que incluso una resistencia de 10 MΩ de la fuente a tierra en forma de voltímetro será suficiente para reducir el voltaje de drenaje en una cantidad significativa.

Entonces, tienes razón en que la fuente debería ser mayor, pero se necesitaría un equipo muy especializado para medir eso.

La compuerta es de 9 V. La fuente es de 8 V. Si la fuente es mayor, el Vgs disminuirá por debajo de 1 V. A medida que el Vgs se hace más pequeño, el feto comienza a apagarse, reduciendo la corriente y disminuyendo el voltaje de la fuente. Por lo tanto, alcanza un equilibrio donde la tensión de la fuente es alta de mucha corriente pero no tan alta para apagar / apagar el fet.