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Punto lavoro N MOS ?

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[11] Re: Punto lavoro N MOS ?

Messaggioda Foto UtenteSte75 » 23 ott 2012, 14:25

Ciao.

Resoconto del mio lavoretto, del quale inizio già a ringraziarti per le dritte.

Considerando il k del MOS come mi hai suggerito tu, quindi 13A/V^2
impongo queste due equazioni:

I_{DS}  = K \cdot (V_{GS}  - V_t )^2
I_{DS}  + V_{GS}  = 5

Sostituendo:

I_{DS}  = 13(V_{GS}  - 2.2)^2
V_{GS}  = 5 - I_{DS}

Ottengo una equazione di secondo grado:
13I_{DS} ^2  - 73.8I_{DS}  + 101.92 = 0


Che ha come soluzioni:
I_{DS1}  = 3.1A
I_{DS2}  = 2.47A

Il circuito che ho provato praticamente è questo:


Il valore di 3.1A non è accettabile perché imporrebbe la Vgs= 1.9V che è in contraddizione con l'ipotesi che hoi fatto di mosfet acceso con Vgs sopra il valore di soglia.
Quindi mi dovrei aspettare una corrente di 2.47A

Ho fatto la prova pratica (con quel MOS) e la tensione sulla 1 ohm misurata su oscillo è:


Ovvero una corrente di 2.5A !!! Perfetto con il calcolo! Sarà una botta di c**o?

Ho provato a rifare il conto considerando una resistenza sul source di 0.33 ohm.
Il risultato è di 5A.
Ho fatto la prova pratica con 0.33 ohm ed ho ottenuto una corrente di 7A. Ok, qui un po' diverso, ma almeno ho un ordine di idee.

Adesso provo a risistemare tutti i concetti che abbiamo trattato e magari faccio qualche prova ulteriore.

Intanto ho un paio di domandine per Foto UtenteDirtyDeeds:
1- Nel post n 6 ho provato anch'io a risolvere il sistema delle due equazioni e ho trovato due soluzioni per Vt: 2.3 V e 3.4V. Quale delle due scelgo (tu mi hai scritto 2.2V)? Come faccio a poter escludere uno dei due risultati?

2- Sempre nel post 6 hai scritto: "Tenendo conto del grafico di figura 5 potresti anche tenere conto della modulazione del canale da parte della VDS".
Cosa intendi di preciso? Come posso usare il grafico di fig 5?

Ciao e grazie!
Stefano

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[12] Re: Punto lavoro N MOS ?

Messaggioda Foto UtenteDirtyDeeds » 23 ott 2012, 14:48

Ste75 ha scritto:I_{DS} + V_{GS} = 5


Che è st'obbrobrio :?: "[#]"

Ma quando imparerete ad usare le unità di misura?!

1\,\Omega\times I_\text{DS} + V_\text{GS} = 5\,\text{V}

Ste75 ha scritto:13I_{DS} ^2 - 73.8I_{DS} + 101.92 = 0


Equazioni così semplici si scrivono prima letterali e poi si sostituisce, altrimenti devi scrivere un'equazione nuova ogni volta che cambi un parametro!

Ste75 ha scritto: Quale delle due scelgo (tu mi hai scritto 2.2V)? Come faccio a poter escludere uno dei due risultati?


Devi avere V_\text{GS1}>V_\text{T} E V_\text{GS2}>V_\text{T}.

Ste75 ha scritto:Perfetto con il calcolo! Sarà una botta di c**o?


;-)

Ste75 ha scritto:qui un po' diverso, ma almeno ho un ordine di idee.


Come ti ho detto, i) i parametri sono soggetti a dispersione, il grafico riportato sui data sheet è un grafico "tipico" -whatever that means; e ii) l'equazione usata modella in modo approssimato quella curva.
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[13] Re: Punto lavoro N MOS ?

Messaggioda Foto UtenteSte75 » 16 nov 2012, 16:45

Ciao.
Scusate se torno sull'argomento, ma volevo chiedere se il ragionamento che ho fatto è corretto.

Sempre per poter trovare il "punto di lavoro" di un N MOS che lavora in saturazione, mi sono chiesto se potevo usare (oltre ai preziosi suggerimenti avuti da Foto UtenteDirtyDeeds il grafico [8] sempre del sata sheet linkato qualche messaggio fa. Sarebbe la tipica transconduttanza del MOS in funzione di Id.
La allego qui:

gm.PNG
gm.PNG (19.06 KiB) Osservato 1002 volte


Dato che, dalla teoria sul piccolo segnale in un MOS, mi risulta che

g_m  = 2K(V_{GS}  - V_T )

e che

I_D  = K(V_{GS}  - V_T )^2
posso scrivere:
I_D  = K\frac{{g_m ^2 }}{{4K^2 }}
cioè:
K = \frac{{g_m ^2 }}{{4I_D }}

Effettivamente se prendo delle coppie (ID,gm) dal grafico [8] del data sheet tipo:
Id= 10 A, gm=23 S --> K=13,2 \frac{A}{{V^2 }}
Id= 20 A, gm=33 S --> K=13,6 \frac{A}{{V^2 }}
Id= 30 A, gm=38 S --> K=12,6 \frac{A}{{V^2 }}

Con il metodo citato da Foto UtenteDirtyDeeds aveva ottenuto 13\frac{A}{{V^2 }}
quindi mi pare siamo allineati.

Tutto qui, mi chiedevo solo se anche questo modo di operare è corretto o c'è sotto qualche "gabola".

Ciao e grazie
Stefano
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[14] Re: Punto lavoro N MOS ?

Messaggioda Foto UtenteSte75 » 9 ott 2013, 9:02

Ciao.

A distanza di un anno sono riuscito a trovare un po' di tempo per scrivere un articoletto che riassume questa discussione.

Lo trovate qui

Ciao
Stefano
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