Entendiendo las características de la puerta MOSFET

El punto 1 y el punto 2 son bastante precisos, diría yo. Para el punto 3, siempre busco el siguiente gráfico cuando busco las capacidades de conducción más probables de los FET: -

Medicequesicoloco3.5Venlacompuertayquieropasarunacorrientededrenajede10A,esprobablequecaigan0.5Vatravésdeldispositivo,loquellevaaunadisipacióndeenergíade5W.Estaesunaresistenciade50m\$\Omega\$.Sinembargo,siutilizounaunidaddecompuertade10V,puedoesperarquelacaídadelvoltajedeldispositivoseadeaproximadamente0,25V,esdecir,unadisipacióndepotenciade2,5Wounaresistenciadeencendidode25m\$\Omega\$.

Conrespectoalestadode"totalmente encendido", puede ver que no hay un estado mágico que se alcance con un voltaje de compuerta arbitrario, pero diría que a aproximadamente 4.5 V de la compuerta, los beneficios de conducir con una compuerta más alta El voltaje está disminuyendo.

La Figura 3 en la hoja de datos (que muestra la gráfica en la que dedujo la variación de resistencia de 10 m \ $ \ Omega \ $) es una derivación de la gráfica (figura 1) en mi respuesta. Obviamente, la Figura 1 contiene más información porque cubre un rango más amplio de voltajes de compuerta.

La ecuación de la regla de oro para el comportamiento de MOSFET debe ser la ecuación del modelo de especia MOSFET de Nivel 2, que establece:

$$ I_ {DS} = \ beta (V_ {GS} -V_t) V_ {DS} -V_ {DS} ^ 2 $$

para

$$ V_ {gs} > Vermont} $$

Los MOSFET operan en tres modos operativos relevantes (el irrelevante es la región de umbral mínimo), corte, saturación y región lineal. Cuando quiere operar el MOSFET como un interruptor, quiere estar en la región lineal. La condición para estar en la región lineal es:

$$ V_ {GS} - V_ {t} > V_ {DS} $$

Si toma la derivada de la función anterior con respecto a \ $ V_ {DS} \ $ para encontrar el equivalente en resistencia:

$$ g_ {out} = \ frac {\ delta I_ {DS}} {\ delta V_ {DS}} = \ beta (V_ {GS} -V_t) - 2 V_ {DS} $$

$$ r_ {out} = \ frac {1} {g_ {out}} = \ frac {1} {\ beta (V_ {GS} -V_t) - 2V_ {DS}} $$

Finalmente, en la ecuación para la resistencia de salida, puede asumir con seguridad que \ $ V_ {DS} \ $ será realmente pequeño en comparación con el término \ $ \ beta (V_ {GS} -V_t) \ $. Asi que: $$ r_ {out} \ cong \ frac {1} {\ beta (V_ {GS} -V_t)} $$

Esta ecuación me dice que, si desvío el MOSFET en la región lineal, al tener un mayor voltaje de sobremarcha, tendré una resistencia constante que es inversamente proporcional a mi voltaje de sobremarcha. Eso es hasta que mi corriente a través de esa resistencia aumenta hasta tal punto que el voltaje de mi fuente de drenaje supera para romper mi suposición donde dije que el voltaje de la fuente de drenaje era realmente pequeño.

Es por eso que, por lo general, overdrive el MOSFET para la operación del interruptor, a la tensión más alta disponible en su sistema, o la tensión más alta que la puerta del dispositivo permitirá sin descomponerse.