So schließen Sie den Betriebsbereich für eine Reihenschaltung von MOSFET

Das ist eine kleine Fangfrage.

ANFANGSANNAHMEN:

1. Die 3V-Schiene ist eine unendliche Stromquelle.
2. Wie bereits erwähnt, sind die MOSFETs identisch und haben das gleiche$R_{DS_{ON}}$Wenn$V_{GS} > V_T$.

ÜBERWACHUNG:

Da beide MOSFETs "an" sein müssen und es in dieser Leitung keinen anderen Widerstand gibt als den$R_{DS_{ON}}$Für die MOSFETS muss die Spannung zwischen den MOSFETS die einfache Widerstandsteilerspannung von fast der Hälfte der Schiene sein.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

MATHEMATIK:

Wie du sehen kannst,$V_{GS}$Von M1 sind 2 V, also ist es definitiv eingeschaltet. Und$V_{GS} - V_T = 1V$, was weniger als die halbe Schiene 1,5 V ist. Es ist klar, dass dieser MOSFET gesättigt ist.

$V_{GS}$von M2 beträgt dann nur noch 1V, ist also kurz vor dem Einschalten. Als solche$V_{GS} - V_T = 0V$, also noch einmal, wenn es eingeschaltet ist, muss es in Sättigung sein.

Ist M2 jetzt tatsächlich an?

Wenn es nicht eingeschaltet ist, fällt die Quellenspannung und$V_{GS}$wird gesättigt einschalten. Als solches muss M2 eingeschaltet sein, alles nur gerade so.

WIRKLICHKEIT BALANCE AKT:

In Wirklichkeit seit$V_{GS}$von M1 ist größer als$V_{GS}$von M2 ,$R_{DS_{ON}}$für M1 wird kleiner als die von M2 sein . Daher ist die Mittelpunktspannung niedriger als 1,5 V. Wenn dieser Wert sinkt,$V_{GS}$von M2 steigt und M2 schaltet sich mehr ein, sodass der Mittelpunkt irgendwo weniger als 1,5 V ausgleicht.

Um herauszufinden, wo Sie sich die On_Region-Eigenschaften des MOSFET ansehen müssen. Unten ist ein typisches Beispiel für einen AO8408 .

Am Gleichgewichtspunkt$V_{GS}$von M2 muss so sein, dass$I_{M1} = I_{M2}$. Wie Sie sehen können, wird es für dieses spezielle Gerät bei ungefähr den unten gezeigten Spannungen ausgeglichen.

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

ABSCHLUSS:

Gemäß der Wikipedia-Formel für die MOSFET-Sättigung müssen beide MOSFETS in Sättigung sein. Bei echten MOSFETs oder zumindest dem, den ich hier ausgewählt habe, ist nach dieser Formel der obere gesättigt und der untere nicht.

Ich würde in diesem Beispiel wohl sagen, da es sich selbst ausbalanciert, sind weder wirklich "gesättigt" noch linear.

Hinweis: Es gibt einige Verwirrung über den Begriff „Sättigung“, wenn er auf MOSFETs angewendet wird .

Damit der Transistor in Sättigung ist,

Form 1,$V_{gt} = 2 - 1 = 1$, daher sollte der Drain von M1 mindestens 1 V betragen, damit er in Sättigung ist. Also für M2$V_{gt} = 2.5 - 1 -1 = 0.5$. B. Strom proportional ist$V_{gt}^2$Wenn wir davon ausgehen, dass beide Transistoren in Sättigung sind, zieht der untere Transistor (M1) im Vergleich zum oberen (M2) mehr Strom. Dies würde dazu führen, dass das Potential am Drain abfällt. Dies liegt daran, dass der Strom, der den Knoten entlädt, größer ist als der, der ihn lädt.
Als$v_{ds}$geht unten$v_{gt}$, der untere geht in den linearen Modus und der obere in die Sättigung. Die Antwort sollte also C sein.