Encontrar el FET con la modulación de longitud de canal más baja

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Estoy buscando el FET (JFET, MOSFET y otras variantes más avanzadas como Heterojunctions) que tiene la modulación de canal más baja o quizás entre las más bajas. Ahora, antes de que alguien discuta si otros FET lo tienen, entonces al menos los JFET también lo tienen, como dirán algunas fuentes. Es solo que es más pronunciado con los MOSFET (junto con otros efectos de canal corto), ya que se reducen en gran medida con el proceso CMOS.

Pero, como la mayoría de ustedes sabe, no es un parámetro listado en las hojas de datos. Así que estoy tratando de recurrir a la derivación por otros parámetros. Aunque me he topado con algunos problemas. \ $ R_ {OUT} \ $ o \ $ R_ {DS_ {ON}} \ $ se calcula de la siguiente manera:

$$ R_ {OUT} = \ frac {1 + λV_ {DS}} {λI_ {D}} $$

Creo que para obtener con mayor precisión \ $ λ \ $ debería ser (suponiendo que \ $ λ \ $ es una constante, que proporciona un crecimiento lineal para la modulación de la longitud del canal, un modelo simplificado):

$$ R_ {DS_ {ON}} = \ frac {1 + λV_ {DS_ {SAT}}} {λI_ {D_ {SAT}}} $$

$$ λ = \ frac {1} {R_ {DS_ {ON}} I_ {D_ {SAT}} - V_ {DS_ {SAT}}} $$

donde los pares {\ $ V_ {DS_ {SAT}} \ $, \ $ I_ {D_ {SAT}} \ $} son cualquier punto pasado el comienzo de la región de saturación donde tiene las modulaciones de canal comenzó a surtir efecto.

Ahora, en la hoja de datos, normalmente, \ $ R_ {DS_ {ON}} \ $ aparece con \ $ V_ {GS} \ $ y \ $ I_ {D} \ $ dados. En su mayor parte, está implícito que todos los parámetros se prueban en algún punto de saturación. Entonces, algunos \ $ V_ {DS_ {SAT}} \ $ es \ $ V_ {DS_ {SAT}} ≥ V_ {GS} \ $. Así que podemos tener

$$ V_ {DS_ {SAT}} = V_ {GS} \ quad (dado) $$ $$ I_ {D_ {SAT}} = I_ {D_ {RDSON}} \ quad (dado) $$

Aunque, por supuesto, estamos simplificando y linealizando clm, por lo que necesitamos un \ $ (V_ {DS_ {SAT}} \ $, \ $ I_ {D_ {SAT}}) \ $ que está bien dentro del clm efecto y no en lo que probablemente sea solo el punto de encuentro del pico de la región lineal y el inicio de la región de saturación. Ese es el problema técnico.

Aparte del último párrafo, ¿qué otro problema piensan ustedes que hay?

EDITAR:

quise decir:

$$ V_ {DS_ {SAT}} = V_ {GS} \ quad (dado) + V_ {extra} $$

Entonces, en el caso más ideal que \ $ V_ {DS_ {SAT}} \ $, bajo el cual todo se prueba, está bien dentro del clm que está teniendo efecto, necesitamos la compensación \ $ V_ {extra} \ $.

EDITAR:

corrigió la fórmula a \ $ R_ {OUT} \ $. Mi error.

    

2 respuestas

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Hace mucho tiempo, realicé una búsqueda similar de BJT con el voltaje inicial más alto. Mi descubrimiento fue que los dispositivos de mayor voltaje tenían un mayor voltaje inicial. Resulta que hay una razón fundamental por la que no voy a entrar.

En lugar de usar un dispositivo de alto voltaje, cambié a un diseño de cascode , lo que aumentó considerablemente la impedancia de salida. / p>

Es posible apilar más transistores en el código de casada y aumentar la impedancia de salida aún más.

Con los FET, un dispositivo de doble puerta hace lo mismo que un código de casco, pero en un dispositivo.

    
respondido por el Tom Anderson
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OK. Quieres un buen CCS.

Hagamos un CCS con las siguientes características como ejemplo:

  • 10mA
  • voltaje de salida 10 ... 30V

Frecuencias bajas.

Vamos a elegir un BJT 2N3904, por ejemplo. Tiene un RthJA de 200 ° C / W en TO-92. Cada 10V en su Vce lo hará 20 ° C más cálido, y caerá 40mV en su Vbe. Si tiene Re = 100ohm, entonces la corriente de salida cambiará en 400µA.

Esto significa que tiene una impedancia de salida de 25 kOhm, lejos de los megohms que queremos!

Los MOSFET también tienen Vgsth dependientes de la temperatura, por lo que no son inmunes.

SPICE generalmente no modela esto.

Altas frecuencias.

Aquí, la impedancia de salida estará determinada por las capacidades parásitas y la impedancia de conducción de la base. Cbc interactuará con la resistencia base, y algo de corriente también pasará directamente del colector al emisor.

Los megohms a MHz no existen, ya que cualquier capacitancia parásita entre la salida y cualquier otro conductor que se encuentre alrededor será importante.

SPICE usualmente modela esto muy bien.

Frecuencias medias

Entre los efectos LF térmicos y HF capacitivos, la impedancia de salida depende del efecto inicial (BJT) y la modulación de la longitud del canal (MOS).

En este ejemplo, la impedancia de salida se vería así, vista en un diagrama de Bode con frecuencia creciente:

  • 25 kOhm en DC
  • a una fracción de Hz (debido a las constantes de tiempo térmicas) comienza a subir
  • luego llega a una meseta, en algún lugar alrededor de 100kOhms: unos pocos MOhms dependiendo del transistor, resistencia, etc.
  • luego vuelve a bajar debido a las capacidades

Antes de emprender la búsqueda del MOS correcto, es importante saber si su caso de uso se beneficiará de este MOS. Este solo será el caso si la impedancia que te importa está en este rango medio de frecuencias.

La parte de baja frecuencia se puede arreglar con retroalimentación y / o un código de cas. Un Cascode también funciona bien para HF, hasta cierto punto.

Por ejemplo, si necesita estabilidad de CC, olvídelo: solo soplar aire en su transistor hará que la corriente de salida fluctúe más que el efecto temprano / modulación de canal. Use un TL431, o un código para ayudar, u otros tipos de fuentes actuales más elaboradas.

Sé que esto no es una respuesta a la pregunta, pero creo que responde a la pregunta real detrás de la pregunta aquí.

    
respondido por el peufeu

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