Calcular la corriente máxima al cargar un capacitor usando un MOSFET

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Mientras me preparaba para un examen, encontré el siguiente problema, sin saber cómo resolverlo. Se dan los siguientes valores para un capacitor completamente cargado: \ $ V_ {in} = 2V, V_ {C} = 1V, V_ {th} = 0.5V \ $.

  1. ¿Cuál es la corriente máxima que fluye hacia el límite cuando \ $ V_ {in} \ $ se eleva repentinamente de \ $ 2V \ $ a \ $ 2.5V \ $?
  2. ¿Cuál es la corriente máxima que sale del límite cuando \ $ V_ {in} \ $ se reduce repentinamente de \ $ 2V \ $ a \ $ 1.5V \ $?

No estoy seguro de cómo abordar el problema. No hay un \ $ V_ {dd} \ $ dado, así que no sé en qué modo funciona el MOSFET. ¿Puede alguien ayudarme?

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
pregunta Daiz

2 respuestas

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Voy a hacer algunas suposiciones posiblemente injustificadas:

  1. El problema indica que el límite está completamente cargado, por lo tanto, no se cobra más en las condiciones iniciales dadas. Por lo tanto, el FET está suministrando 1 mA a la fuente de corriente y no hay corriente dentro o fuera del condensador.

  2. El voltaje de la compuerta (2V) -Vc da un Vgs que está 0.5V por encima del umbral. Podemos estimar la transconductancia entonces como 1 mA por 0.5V.

  3. Suponiendo una transconductancia aproximadamente lineal por encima del umbral, podemos decir que a 2,5 V tendríamos 2 mA de la corriente FET (máx. inicial). 1mA en la tapa y 1mA dibujado por la fuente actual.

  4. Si Vin bajara repentinamente a 1.5V DESDE LAS CONDICIONES INICIALES, el FET estaría en el umbral donde la corriente probablemente sería < < 1mA, por lo que 1mA fluye fuera del límite.

respondido por el John D
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Los números de estado estacionario iniciales:
Vgs = Vin - Vc = 1V;
Ids = 1mA.

Vth se da como 0.5V. Si Vds > Vgs - Vth = 0.5V = > Vdd > 1.5V, que determina la región lineal o de saturación.

Puedes hacer una suposición acerca de Vdd, o mejor aún, tratar de resolver y proporcionar las respuestas para ambas regiones.

Editar:

Pensándolo bien, si se permite que el FET cambie las regiones operativas cuando cambia Vin, entonces cambia la forma de las ecuaciones MOSFET. Los parámetros del dispositivo que no se conocen explícitamente emergerían y no hay suficiente información para deshacerse de ellos. Entonces, un enfoque razonable para este problema sería:

Suponiendo que Vdd > 2V, de modo que el FET permanece en saturación cuando cambia Vin ...

O, 1.5V > Vdd > 1V tal que el FET se mantiene en lineal ...

    
respondido por el rioraxe

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