Ich wollte wissen, welche Faktoren die Eingangsimpedanz eines Geräts beeinflussen, hauptsächlich bei einem MOSFET. Wie führt eine bessere Isolierung zwischen dem Gate (was zu einem geringeren Leckstrom führt) zu einer höheren Eingangsimpedanz?
Impedanz vereinfacht:
Wikipedia sagt über Impedanz
Die Impedanz erweitert das Konzept des Widerstands auf Wechselstromkreise [...]
Er funktioniert also ähnlich wie der übliche Widerstand: Er bezeichnet das Verhältnis von Spannung U zu Strom I über/durch einen Teil eines Stromkreises. Die Impedanz ist wie der Widerstand das Maß für Kräfte, die „ den Stromfluss behindern “; Eine höhere Impedanz führt zu einem geringeren Stromfluss bei einer bestimmten Spannung usw. (Aber im Gegensatz zu einem einfachen Widerstand kann der Impedanzwert über Frequenz und Amplitude variieren.)
Die Quellen- oder Ausgangsimpedanz misst die Fähigkeit (oder genauer gesagt: die Unfähigkeit) einer Spannungsquelle ( oder eines Ausgangs), ihre Spannung aufrechtzuerhalten, wenn Strom aus der Quelle gezogen wird. Dies kann man sich wie einen Widerstand in Reihe mit der Quelle vorstellen. In tatsächlichen Schaltungen wird häufig eine niedrigere Quellenimpedanz bevorzugt, da dies bedeutet, dass mehr Leistung (Strom) von der Quelle geliefert werden kann, was unter anderem robustere Signale liefern kann.
Auf die gleiche Weise beschreibt die Eingangsimpedanz, wie viel Strom vom Eingang aus einer Spannungsquelle gezogen wird, um eine bestimmte Spannung zu erreichen/beizubehalten. Eine höhere Eingangsimpedanz wird oft bevorzugt, da dies bedeutet, dass weniger Leistung (Strom) vom Eingang benötigt/verbraucht wird .
Daher funktioniert ein hochohmiger Ausgang normalerweise nicht so gut mit einem niederohmigen Eingang; Alle anderen Kombinationen sollten funktionieren.
Anders ausgedrückt: Die Impedanz eines Aus- oder Eingangs kann man sich wie einen Widerstand gleichen Wertes in Reihe zum Signal vorstellen und bestimmt damit die Grenzen des Ein- bzw. Ausgangs: Ein Ausgang z. B. von 5V mit an Eine Impedanz von 1000 Ohm liefert unter keinen Umständen mehr als 5 V/1000 Ohm = 5 mA Strom, und ein angeschlossener Eingang sollte für eine gute Signalübertragung deutlich weniger als diese 5 mA ziehen.
Ebenso zieht ein Eingang mit einer Impedanz von 1000 Ohm niemals mehr als 5 mA, wenn er mit einer Spannung von 5 V gespeist wird, und ein angeschlossener Ausgang sollte für stabile Signale deutlich mehr als diese 5 mA liefern.
Der Hauptfaktor der Gate-Eingangsimpedanz eines MOSFET ist die Gate-Kapazität, die beim Schalten geladen oder entladen werden muss. Je höher die Kapazität des Gates ist, desto mehr Strom wird benötigt, um es schnell zu laden/entladen; dies entspricht einer niedrigeren Eingangsimpedanz.
Die Isolierung herkömmlicher MOSFETs kann erhöht werden, indem die Isolierschicht dicker gemacht wird. Je nach Material kann dies dazu führen, dass die Kapazität des (gedachten) Kondensators aus Gate und Substrat abnimmt, was die Eingangsimpedanz erhöht. – Möglicherweise auf Kosten einer höheren Schwellenspannung V th .
Im stationären Zustand ist der Leckstrom die Hauptkomponente, die die Impedanz bestimmt; Wie Sie sagten: Eine bessere Isolierung bedeutet einen höheren Widerstand (und weniger Leckage) und dies entspricht einer höheren Eingangsimpedanz. - Obwohl der Leckstrom winzig ist und vernachlässigt werden kann, insb. im Vergleich zu dem Strom, der normalerweise zum Laden/Entladen des Gates verwendet wird. (Beispiel: Der Leckstrom kann in der Größenordnung von 100 nA bei 10 V GS liegen , was einem Widerstand von 100 MOhm entspricht - das sind Megaohm .)
Arushi
JimmyB
JimmyB
Arushi
drxzcl
JimmyB