MOSFET sebagai resistor yang dikendalikan tegangan

Pertanyaan ini mungkin terlalu terlokalisasi, tetapi saya coba.

Apakah mungkin untuk mengganti resistor variabel dengan MOSFET, dalam kondisi yang ditunjukkan dalam skema berikut?

Jika ya, bisakah seseorang mengusulkan tipe MOSFET atau parameter MOSFET yang diperlukan.

skema

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Memperbarui

Apa yang sebenarnya saya coba capai adalah mengganti R2a dengan sesuatu yang sederhana yang dapat saya kontrol dengan mikrokontroler (DAC).

Saya meretas perangkat yang ada dan tidak dapat mengganti resistor R1.

resistors mosfet voltage-divider

— sergej
sumber

Anda tampaknya mengandaikan solusi. Apakah output seharusnya kisaran tegangan spesifik (0,12 hingga 4,00 V) atau apakah seharusnya proporsional dengan tegangan suplai (nominal 12 V)? Dengan kata lain, apakah itu benar-benar perlu diimplementasikan sebagai pembagi tegangan seperti yang ditunjukkan?

— Dave Tweed

Outputnya seharusnya sebanding dengan tegangan suplai (10V .. 14 V). R1 resistor sudah diterapkan saya tidak bisa mengubahnya. Saya perlu mengganti R2 dengan sesuatu yang sederhana, yang dapat saya kontrol dengan mikrokontroler.

— sergej

Munculkan dua level dan jelaskan apa yang sebenarnya ingin Anda capai. Tetap berpegang pada apa yang ingin Anda capai, bukan bagaimana Anda berpikir itu bisa dicapai. Dengan menghadirkan beberapa solusi yang dibayangkan, itu membuat masalah sebenarnya menjadi lebih sulit, terutama karena kita bahkan tidak tahu apa itu.

— Olin Lathrop

lihat graffiti.virgin.net/ljmayes.mal/comp/vcr.htm

— JIm Dearden

Jika Anda meretas perangkat yang ada, dapatkan potensiometer digital 4 arah 1 kOhm, dan gabungkan untuk memberi Anda resistor 0 - 250 Ohm yang dapat dikontrol secara digital. Anda mengendalikannya dengan I2C atau SPI, secara digital, bukan dengan DAC. AD5254 atau AD8403 mungkin bisa melakukannya.

— Jon Watte

Jawaban:

Secara teknis, MOSFET dapat beroperasi sebagai resistor variabel, tetapi ada dua masalah utama:

Di wilayah ohmik (yang cukup sempit, dalam hal tegangan keluaran) linieritasnya buruk, dan juga tergantung pada tegangan input. Tidak mudah untuk menyetelnya agar berperilaku seperti resistor yang tepat.
Resistansi keluaran MOSFET biasanya bukan nilai yang akurat, dan akan sulit untuk mendapatkan nilai yang tepat dari lembar data. Yang dapat Anda lakukan adalah mengukurnya untuk berbagai voltase input dan output, dan membuat tabel dengan nilai-nilai tersebut. Tetapi jika Anda tidak membutuhkannya dengan akurat, Anda bisa menggunakan grafik di lembar data.

Pilihan lain bisa menggunakan VCR terintegrasi .

— clabacchio
sumber

+1 untuk benar-benar menjawab pertanyaan. Bukan berarti semua komentar lain tidak valid, tentu saja.

— Bobbi Bennett

Menurut buku terhormat Martin Hartley Jones h. 139 , masalah linearitas dapat diatasi dengan menggunakan umpan balik negatif. Lebih lanjut, buku teks yang sama mengatakan bahwa atenuator yang dikontrol tegangan FET umumnya digunakan sebagai perangkat kontrol penguatan otomatis (kompresi rentang dinamis) misalnya oleh Dolby. Catatan Siliconix AN105 memiliki beberapa contoh sirkuit dengan resistor kontrol tegangan JFET: sirkuit umpan balik dan kontrol tegangan dari penguatan amplifier operasional, tetapi tidak pada sirkuit Dolby yang terkenal.

— Fizz

Juga, nama lain untuk resistor yang dikendalikan tegangan adalah penguat transkonduktansi , yang lebih cenderung digunakan untuk merujuk pada penguat operasional (bukan FET tunggal).

— Fizz

Tiga sirkuit menerapkan resistor yang dikontrol tegangan menggunakan OTA (penguat transkonduktansi operasional) diberikan dalam lembar data LM137000 , hal. 12-14.

— Fizz

Ya, Sergej. Anda 100% benar!

MOSFET dapat dengan mudah digunakan sebagai resistor variabel. Anda harus mempertimbangkan beberapa parameter penting sebelum digunakan sebagai resistor variabel. Hal utama adalah

$R_{DS(on)}$
Perilaku MOSFET di wilayah linier meskipun serupa untuk hampir semua MOSFET.

Sekarang kita akan melihat bagaimana kita dapat menggunakannya sebagai resistor variabel dengan memanfaatkan kurva karakteristik MOSFET berikut Kuras karakteristik arus vs. tiriskan untuk Vgs

$V_{GS}$ $V_{th}$
$V_{DS}$
$R_{DS(on)}$

— Durgaprasad
sumber

Saya pikir akan lebih akurat untuk mengatakan di daerah linier MOSFET "bertindak seperti resistor". Jika itu benar-benar seperti sebuah resistor, garis-garis tegangan-arus akan menjadi garis lurus, tetapi Anda dapat dengan jelas melihat mereka tidak. Mereka memperkirakan garis lurus, di beberapa area kecil, tetapi untuk mengatakan mereka seperti resistor adalah over-idealifikasi.

— Phil Frost

Ya, Phil. Saya sepenuhnya setuju dengan Anda. Dalam jawaban saya, saya hanya ingin memberikan gagasan seperti bagaimana rentangnya dapat dilihat seperti perlawanan.

— Durgaprasad