Recomendación para un inversor digital hecho de componentes discretos

Tengo un circuito digital en el que solo necesito un inversor lógico, y tanto el tamaño de la PCB como el consumo de energía son limitaciones importantes. Así que pensé en usar un par de MOSFET SMD complementarios (la configuración clásica de puerta acoplada) en lugar de un IC con muchos inversores listos para usar. ¿Qué MOSFET sería más recomendable en este caso (tanto para tamaño pequeño como para corriente de drenaje de compuerta baja)?

Respuestas (4)

Ahora puede obtener inversores SMD individuales como este , que es solo una de las seis puertas que se encuentran en un paquete de estilo clásico 74AHCT04.

Nunca vencerá a un IC por tamaño con componentes discretos; El enlace de tcrosley solo consume unos pocos µA y la huella es un SOT23-5, que es solo 2.1x2.4 mm.

Sin embargo, si su objetivo es la simplicidad o la educación, puede hacerlo bastante bien con un inversor FET simple. Con un PNP y NPN de nivel lógico, puede crear un circuito de tótem de contrafase que tendrá requisitos de energía similares a los de un inversor IC. También puede reemplazar el transistor superior con una resistencia:

inversor

Esto crea un inversor simple en un espacio pequeño. Cuando el voltaje de entrada está por encima de $V_{TO}$, la salida se conectará a tierra a través del transistor. Cuando el voltaje de entrada es pequeño, el transistor estará apagado y la salida subirá a $V_{CC}$ a través de la resistencia.

Habrá disipación de energía en la resistencia cuando 'conduzca alto' (realmente una operación pasiva para este circuito), y la corriente fluirá a través de la resistencia cuando esté conduciendo bajo, así que haga que la resistencia sea tan grande como su capacitancia de carga, velocidad de conmutación , y la impedancia de entrada lo permiten. Este circuito puede absorber mucha corriente, pero la fuente de corriente requiere una resistencia más pequeña. Si necesita una fuente de corriente, use un PNP y voltee el diseño al revés. Para obtener el mejor rendimiento, utilice dos transistores.

El corresponsal original especificó el consumo de energía como un factor en el diseño.
¿Por qué no podría reemplazar la resistencia con un canal P y tener un tótem completo?
@reemrevnivek: transistor+resistor es pequeño y barato, y funciona bien. 2 transistores discretos es casi tan pequeño, y creo que funciona bien, ¿o estoy pasando por alto algo? ¿Hay algo mágico en los transistores dentro de un circuito integrado que no puede ser duplicado por transistores discretos individuales?
Después de una mayor consideración, llegué a la conclusión de que sí, puede usar transistores discretos para duplicar un inversor. Sin embargo, no puede duplicar una lógica más compleja, porque su transistor tiene la fuente vinculada al sustrato. Debe conectar el sustrato (pero no las fuentes) para otros circuitos lógicos. Editado.
Todos los diseños CMOS digitales integrados que he visto conectan todos los sustratos nFET. ¿Pero es eso realmente necesario? ¿Qué sucede cuando construyes una "lógica más compleja" a partir de transistores discretos individuales, cada uno de los cuales tiene su propia fuente vinculada a su propio sustrato?

Cuando tengo un circuito digital y descubro que necesito "solo un inversor más", generalmente coloco un chip completo, tal vez un 74HC132, porque generalmente unos minutos después de conectar el inversor, descubro que necesito otro "solo un inversor más".

Un par de MOSFET complementarios en la disposición de inversor CMOS estático estándar debería funcionar bien. Hay literalmente cientos de diferentes tipos de transistores individuales y matrices de transistores actualmente en el estante de mis proveedores favoritos que funcionarían. (Por "trabajo", me refiero a "tiene un umbral Vgs lo suficientemente pequeño como para que pueda manejarlo con lógica digital, en lugar de algo que necesita 6 V o más para encender").

Ejemplos seleccionados al azar:

  • BSS84 FET de canal p; y 2N7002 FET de canal n, cada uno en un paquete discreto SOT-23
  • Diodes Inc. DMC2004DWK-7 par MOSFET complementario dual en un solo paquete SOT-363
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