Interruptor FET bidireccional. ¿Es posible?

¿Es posible tener un interruptor MOSFET de lado alto que permita cualquier dirección de corriente? Estaba tratando de diseñar uno pero sin el éxito. ¿O debo usar un relé?

@ErikR Intenté simular esas configuraciones en PSpice pero, por algunas razones, el comportamiento no fue simétrico. Los modelos usados ​​de Mayme no eran muy buenos.
También mire la operación y el diseño de los interruptores analógicos, por ejemplo, youtube.com/watch?v=z9GRiYPq7LM
Aquí está ti.com/lit/pdf/slva948 cómo lo hace TI.
@Janka artículo muy interesante.

Respuestas (1)

Dato curioso: los MOSFET (¡también los JFET!) conducirán en cualquier dirección cuando Vgs esté por encima del umbral.

El problema con los MOSFET (los de 3 terminales, con el cuerpo conectado a la fuente) es el diodo de cuerpo parásito formado por la estructura del FET y la conexión entre el cuerpo y la fuente también conduce cuando el voltaje entre el drenaje y la fuente está en la dirección inversa, incluso si el FET la puerta está apagada.

Más sobre ese molesto diodo de cuerpo aquí: ¿Cómo debo entender el diodo de cuerpo intrínseco dentro de un MOSFET?

En otras palabras:

  • FET 'encendido': conduce en ambas direcciones a través del canal de fuente de drenaje con resistencia Rds (encendido)
  • FET 'apagado': bloquea la fuente de drenaje hacia adelante, conduce hacia atrás a través del diodo del cuerpo con una caída de Vf.

Tenga en cuenta que cuando está 'encendido', el canal de fuente de drenaje FET pone en cortocircuito el diodo del cuerpo, por lo que la gran mayoría de la corriente fluye a través de la ruta de fuente de drenaje normal y no del diodo parásito.

La solución consiste en vincular dos FET en serie, espalda con espalda, fuente a fuente o drenaje a drenaje. Esto permite que cada FET bloquee el diodo del cuerpo parásito del otro cuando está "apagado".

Más aquí: ¿El MOSFET permite que la corriente fluya a través de la fuente para drenar, ya que lo permite del drenaje a la fuente?

BONIFICACIÓN: una simulación que muestra interruptores de lado alto construidos con n-FET de 3 formas diferentes: 4 terminales, 3 terminales con diodo de cuerpo y 3 terminales consecutivos.

Simulalo aqui

ingrese la descripción de la imagen aquí

Un par de advertencias: a veces puede ser complicado polarizar la puerta si el voltaje que está cambiando es mayor que el voltaje permitido de puerta a fuente del FET. También habrá una cantidad significativa de capacitancia a través del interruptor cuando esté apagado.
En realidad, es muy factible usar un solo MOSFET (p. ej., canal n) para bloquear voltajes bidireccionales. Si el cuerpo está conectado a VSS en lugar de a la fuente, habrá dos diodos antiserie en paralelo al canal y no se producirá la conducción parásita del cuerpo. Desafortunadamente, los MOSFET de 4 terminales ya no se venden como tales, pero todavía se pueden encontrar algunos, etiquetados como interruptores analógicos NMOS.
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