¿Se puede aplicar la ecuación de Ids de MOSFET a dispositivos reales?

Como usted sospecha, hay muchos parámetros que se pueden modificar y cambiar al hacer cualquier MOSFET en particular. Los destinados a la aplicación de cambio se esfuerzan por un Rdson bajo en su mayoría. Los diseñadores de circuitos integrados a veces usan FET de "cola larga" para hacer algo que se aproxima a una fuente actual. No sé qué nivel de consistencia y planitud actual se puede lograr con estos dispositivos (no soy un diseñador de IC), pero sí sé que se usan para este propósito en algunos casos.

No, no hay fuentes actuales de MOS ni nada más. MOS en un 7amp opamp. Esa es una parte estrictamente bipolar. Hay opamps que tienen extremos frontales FET, o están hechos exclusivamente de FET, pero el antiguo 741 no es uno de ellos. La mayoría de las operaciones modernas de baja tensión "riel a riel" son genéricamente todas FET, como la serie Microchip MCPxxxx.

Añadido:

No estoy totalmente seguro de lo que está preguntando, pero sí, algunos MOSFET en algunos casos están diseñados deliberadamente para explotar el comportamiento actual aproximadamente constante en la región de saturación. Como dije, escuché a los diseñadores de IC usar el término "FET de cola larga" para tales dispositivos cuando querían algo que funcionara aproximadamente como una fuente actual. No he intentado buscar eso, pero es posible que encuentres información adicional al hacerlo. Creo que el nombre proviene del hecho de que el canal se hace largo y delgado, lo que hace que se sature en una gran parte del rango operativo.

No sé si hay FETs discretos que pueda comprar que estén optimizados para explotar la corriente constante en efecto de saturación. Probablemente, cualquier FET destinado a aplicaciones analógicas (no de conmutación) tiene al menos parte del rango operativo utilizable en este modo. Los FET de conmutación están optimizados para una baja resistencia, por lo que su región de saturación en modo de corriente constante puede estar fuera del rango de operación normal. Por ejemplo, podría requerir más corriente de la que el dispositivo puede manejar o disipar la energía resultante. No es que no esté allí, simplemente no puedes alcanzarlo sin haber abandonado el dispositivo.

Aplicando un voltaje fijo a la compuerta del transistor y asegurando que el transistor esté saturado (\ $ V_ {GS} > V_ {TH} \ mbox {y} V_ {DS} > V_ {GS} -V_ {TH} \ $), creará una referencia actual. Al usar las curvas I-V del PFET BSS84 que mencionó en su pregunta, puede ver las líneas horizontales en VGS = -3.0V y VGS = -2.5V. Si tuviéramos que mantener el voltaje de la compuerta en -2.5V, entonces el PFET obtendrá una fuente de 200 mA bastante estable mientras el transistor esté en saturación (\ $ V_ {DS} > 2.5V-1.7V \ $).

SitomamosdosFETcombinados,podemosconectarlosdemaneraqueelprimerFETgenereunvoltajedereferenciaestableparaelsegundoFET.Estecircuitosedenomina Current Mirror . Como con la mayoría de los problemas, si la corriente de salida no es lo suficientemente precisa, puede agregar más transistores, dejar algo de espacio para la cabeza y obtener una curva de corriente más plana.

La mayoría de los FET discretos no se combinan lo suficientemente bien como para reflejar espejos de corriente precisos, y no todos los transistores mantienen una buena curva de ID plana hasta VDS_MAX. Lo que hace que un transistor sea bueno para los circuitos en modo analógico / saturación es una curva de identificación plana en saturación. Los transistores profundos de submicras tienen más pendiente y tienen un rendimiento menos ideal. Algunos transistores de potencia no están diseñados para operar en la región de saturación (gran disipación de potencia), por lo que las características no son tan importantes.

A menudo es difícil crear dos lotes u obleas diferentes para tener parámetros idénticos (k ', Vt, W / L), pero hacer coincidir dispositivos adyacentes es mucho más fácil. Este concepto de coincidencia es uno de los conceptos fundamentales de la fabricación de circuitos integrados, donde la variación entre obleas o lotes puede ser grande, pero la variación entre dispositivos adyacentes puede ser muy pequeña.

Los MOSFET están generalmente diseñados para tener un umbral de voltaje específico y, de hecho, diferentes tipos tienen diferentes usos. Cuando la tensión de la compuerta es baja y el transistor está apagado, hay una corriente de drenaje según: $$ I_D \ propto e ^ {V_ {GS} - V_ {th}} $$ En saturación, la relación es aproximadamente: $$ I_D \ propto (V_ {GS} - V_ {th}) ^ 2 $$ El aumento del voltaje de umbral cambia efectivamente la característica U-I, lo que lleva a una corriente de fuga más pequeña cuando se apaga, pero también reduce el flujo de corriente cuando se enciende el transistor. Existen varias dificultades para diseñar MOSFET con requisitos de voltaje de umbral muy específicos, esta conferencia menciona algunos, pero la necesidad (y el uso) de valores altamente precisos es limitada, ya que el parámetro depende mucho de la temperatura.

Los MOSFET se pueden usar como fuentes actuales, una configuración de Cascode es un ejemplo donde tanto BJT como MOSFET son buenas fuentes actuales.