TL / DR Versión corta de la pregunta: quiero construir puertas lógicas discretas a partir de una gran cantidad de BSS123 MOSFET. ¿Esos MOSFET pueden impulsarse entre sí sin el uso de resistencias de compuerta sin dañar los MOSFET a largo plazo (con respecto a las altas corrientes de carga / descarga)?
Con más detalles: Hace poco comencé un nuevo proyecto con el objetivo de construir una CPU simple a partir de transistores individuales y con mucha visibilidad de señales (básicamente, un compromiso entre enlace para el alcance de la funcionalidad y enlace para el principio real de implementación).
Hasta ahora he diseñado algunos prototipos de puertas lógicas NMOS simples siguiendo el ejemplo del Megaprocesador. Por ejemplo, mi puerta AND se ve así:
Demanerasimilar,construyocompuertasORyXORyyaordenéunaPCBparalacualconstruíunsumadorde1bitcompuestoporesascompuertascomoprimerprototipo.Parecequetodofuncionabienhastaelmomentocuandosealternanlasentradasconlosbotones.
LeíunpocomássobreelusodeMOSFETymetopéconeltemadelasresistenciasdepuertayelrazonamientodetrásdeellas.Loqueaprendímuchoesquegeneralmenteseusanporlassiguientesrazones:
- limitelacorrientededis-/cargadelapuertacuandoseconducedesdeunpinMCUdirectamente
- reducirlaradiaciónderuidoEM
- amortiguarlasoscilacionesdebidasalacapacitanciadelapuertaylaimpedanciadetraza
Conrespectoa1):NoestoyusandounMCenmidiseño,yaqueconectarécompuertaslógicasentresísegúneldiseñodelaCPU,porlotanto,losMOSFETseactivaránmutuamente(porejemplo,porencimadeQ2yQ4semanejaráQ5).AprendíquelascorrientesdecargapuedensubirhastaeláreadeAmpdeundígitoduranteunperíodomuycortodetiempoenlatransiciónsinunaresistenciadecompuerta,peroestodependedelatensiónutilizadaylacapacidad/cargadelacompuerta.LosMOSFETdecanalNqueheseleccionadohastaahorasonSOT23
Con lo que ahora estoy luchando es determinar si puedo conducir las puertas de los MOSFET por la línea de manera segura sin una resistencia de la puerta o no, ya que las capacidades actuales son mucho más altas que las de los ej. una salida de MC pero aún más pequeña que 1A en modo pico. Especialmente, no estoy seguro de qué sucederá si toda la CPU se conduzca a una frecuencia mayor de unos pocos kHz.
El Megaprocessor utiliza 2N7000 MOSFET con características más o menos similares y no hay resistencias de compuerta implementadas y parece que está funcionando bien. Pero no solo quiero copiar todo a ciegas. En su lugar, me gustaría entender si (y en caso afirmativo, por qué) este diseño funcionaría de manera confiable con o sin resistencias de compuerta.
Otras preguntas con respecto a este tema que encontré en este sitio y en otras partes están respondiendo en ambas direcciones (algunos dicen que siempre debe usar una resistencia, otros dicen que cuando la carga / capacidad es lo suficientemente pequeña, no necesita una) , lo que me lleva a la conclusión "depende ...".