MOSFET i Wikipedia, ett litet fel?

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
thebolt
Inlägg: 248
Blev medlem: 10 februari 2008, 17:41:40
Ort: Taipei Taiwan

Re: MOSFET i Wikipedia, ett litet fel?

Inlägg av thebolt »

Ah, felet kommer av att 4kTRB vänder på olikheterna på fel sätt.

Rätt sätt är:

För linear/ohmic region
VDS < (VGS-Vth) <=>
VDS + Vth < VGS

För saturation
VDS > (VGS-Vth) <=>
VDS + Vth > VGS

Dvs, med siffror VGS=12, Vth=4 (extremt högt..), VDS=10
VDS + Vth = 14, 14 > 12 -> Saturation
Användarvisningsbild
mri
Inlägg: 1165
Blev medlem: 15 mars 2007, 13:20:50
Ort: Jakobstad, Finland
Kontakt:

Re: MOSFET i Wikipedia, ett litet fel?

Inlägg av mri »

Det beror på vilken variabel du håller konstant och vilken du "sveper". Vid konstant VDS men ökande VGS så går du cut-off, saturation, linear, däremot om du håller VGS konstant och ökar VDS kommer det vara cut-off on VGS är låg eller linear följt av saturation om VGS är hög nog.

Det kan kännas lite bakvänt, men kommer sig av att saturation inträder då inversionslagret inte längre sträcker sig från D till S. Inversionslagrets "tjocklek" kan sägas vara proportionellt mot VGS och dess avsmalning inverst proportionellt mot VDS, så konstant VDS + öka VGS -> ur saturation.
Tack, nu börjar det klarna! :)
Mitt ursprungliga antagande att linear mode borde inträffa mellan cut-off och saturation var helt enkelt fel. Dvs. wikipedias olikheter stämmer.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 20979
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: MOSFET i Wikipedia, ett litet fel?

Inlägg av 4kTRB »

Med ett givet Vds och ökande Vgs så hamnar du först i linear mode och sedan
i saturated mode.
Du styr ju ut transistorn hårdare och då Vgs stiger över ett
visst värde så är kanalen mellan drain och source "mättad" alltså den går inte
att få mer ledande och då kan inte en högre spänning på gaten sänka kanalens
resistans mer och ingen förstärkning finns att hämta.
thebolt
Inlägg: 248
Blev medlem: 10 februari 2008, 17:41:40
Ort: Taipei Taiwan

Re: MOSFET i Wikipedia, ett litet fel?

Inlägg av thebolt »

Nej, det är felaktigt, och jag tror du har fattat fel vad linear och saturation refererar till.

Saturation innebär att kanalens strömgenomsläpp (Ids) är saturerat med avseende på spänningen över kanalen, dvs Vds. Det har inget att göra med hur Ids förhåller sig till gate-spänningen Vgs. Så har du konstant Vds (inte så lätt att få, men ändå) och ökar Vgs kommer du först ha cut-off, sen saturation och till sist linear.

Det du pratar om nu är en helt annan sak, förhållandet mellan Vgs och Ids, dvs transkonduktansen. Den beror på vilken region du är (helt klart), men lite förvånande så är den i de flesta fall högst i weak-inversion (dvs kanten på cut-off). Det man måste tänka på är att många parametrar är "områdesberoende" och att en FET-transistor inte beter sig linjärt för stora signaler, däremot småsignalmässigt kan man anta det..
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 20979
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: MOSFET i Wikipedia, ett litet fel?

Inlägg av 4kTRB »

Så om jag ansluter ett batteri på säg 12V över d och s och Vth=2V
och börjar svepa Vgs från 0 och uppåt så hamnar jag först i saturation
mode när Vgs>2V och sedan i linear mode när Vgs>14V ?

Vill jag ha en förstärkare ska jag då vara i saturation mode eller i linear mode?
thebolt
Inlägg: 248
Blev medlem: 10 februari 2008, 17:41:40
Ort: Taipei Taiwan

Re: MOSFET i Wikipedia, ett litet fel?

Inlägg av thebolt »

Ja, det stämmer.

Du kan ha en förstärkarkoppling som verkar antingen i subthreshold, linear eller saturation mode, men det vanligaste (då det är mest stabilt, lättast att få att fungera som man vill etc) är saturation mode. Om man tittar på en småsignalanalys så är saturation-området trevligare då strömförstärkningen (transkonduktansen) inte beror (så mycket) på Vds som i linjära området.

Så normalt sett ser man till att dina CMOS-transistorer i en förstärkare opererar i saturation (genom att styra bias-strömmen) för hela insignalsområdet.

Edit: Kan rekommendera "CMOS Analog Circuit Design" av Allen och Hollberg samt "Design of Analog CMOS integrated circuits" av Razavi.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 20979
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: MOSFET i Wikipedia, ett litet fel?

Inlägg av 4kTRB »

Då var det ordet saturation som spökade till det,
active mode är mer förklarande och sedan linear
mode när strömmen börjar rusa i taket.
Användarvisningsbild
mri
Inlägg: 1165
Blev medlem: 15 mars 2007, 13:20:50
Ort: Jakobstad, Finland
Kontakt:

Re: MOSFET i Wikipedia, ett litet fel?

Inlägg av mri »

Nu skall jag passa på att fråga en annan sak.

Kan man på något sätt strypa "body dioden" i framriktningen på en P-kanal MOSFET?
Allstå, om jag har en positiv spänning på drain, som översiger framspänningsfallet för "body dioden" i förhållande till source. Kommer dioden alltid att leda, oberoende av vilken spänning sätts på gate (givetvis inom specifikationerna så att transistorn inte går sönder), eller finns det nån gatespänning som gör att "body dioden" slutar leda?
thebolt
Inlägg: 248
Blev medlem: 10 februari 2008, 17:41:40
Ort: Taipei Taiwan

Re: MOSFET i Wikipedia, ett litet fel?

Inlägg av thebolt »

Generellt sett inte, nej.. Dioden kommer av dopning/diffusering i substratet och påverkas inte av gate-spänningen.

Det som kan noteras dock är att dioden inte är mellan drain och source, utan mellan drain och body/bulk. Vid IC-design (vilket är vad jag gjort något av) har du möjlighet att koppla body "för sig" och därmed till viss del styra det du vill även fast man samtidigt ändrar på threshold voltage och ett par andra parametrar, vet inte hur det är vid "diskret" design, om du har några MOS-transistorer med fyra anslutningar.
Skriv svar