Relación entre Vds y Vgs- MOSFET

Hay tres regiones básicas de operación para un MOSFET. Simplificando un poco, son:

1. Corte (Vgs < Vt): no fluye corriente desde el drenaje a la fuente.

2. Lineal (Vgs > Vt y Vds < Vgs - Vt): la corriente fluye desde el drenaje a la fuente. La cantidad de corriente es aproximadamente proporcional a Vgs y Vds. El MOSFET actúa como una resistencia controlada por voltaje. Esta región se utiliza para la conmutación.

3. Saturación (Vgs > Vt y Vds > Vgs - Vt): la corriente fluye desde el drenaje a la fuente. La cantidad de corriente es proporcional al cuadrado de Vgs y es (casi) independiente de Vds. El MOSFET actúa como una fuente de corriente controlada por voltaje. Esta región se utiliza para circuitos analógicos como amplificadores.

En su circuito, R1 limita su corriente de drenaje a aproximadamente 1 miliamperio, lo cual es bastante pequeño. Parece que solo se necesita un Vgs de aproximadamente medio voltio por encima de Vt para obtener tanta corriente. Si desea ver la relación más directamente, elimine R2 y reemplace R1 con una resistencia mucho más pequeña, o incluso solo un medidor de corriente. Esto te permitirá aplicar un Vds fijo. Asegúrese de subir Vgs lenta y cuidadosamente para evitar freír el transistor o la resistencia.

El MOSFET es como un interruptor. Cuando el voltaje de su compuerta es bajo (0V a ~ 3.2V en su diagrama), es como si el MOSFET ni siquiera estuviera allí. El interruptor está abierto. Tiene un divisor de voltaje resistivo en su circuito que también determina el voltaje a través del MOSFET. Si saca el MOSFET del circuito, verá el mismo voltaje.

Cuando estás por encima de Vth, el MOSFET comienza a conducir y corta R2. Cuando el componente está en cortocircuito, no hay voltaje a través de él (bueno, un voltaje muy pequeño a través de él). Si colocara un cable en lugar del MOSFET, vería lo mismo.

La línea casi vertical que se ve allí es el cambio del MOSFET entre 'apagado' y 'encendido'. Este es el voltaje de umbral (Vth).

En general, el MOSFET funciona como un interruptor. La mayoría de las personas aplican 0V a la puerta / fuente o 10V. Hay algunas aplicaciones que funcionan cerca del umbral de voltaje, pero la mayoría utiliza MOSFETS como interruptores muy rápidos.

La línea plana de 0 a 3.2V es la 9.09V que proporciona su divisor 1K / 10K cuando su FET no está conduciendo (Vgs por debajo del umbral). La caída brusca es la región donde el transistor está conduciendo con una resistencia comparable a su divisor. La región plana por encima de 4V muestra dónde está saturado en gran medida el transistor, y la resistencia de 1K está haciendo toda la limitación de corriente posible ... lo que significa 10mA de una fuente de 10V. Puede ver este punto aproximado en las curvas FET donde Vgs alcanza un nivel donde Id > 10mA.