Pregunta sobre la resistencia de puerta MOSFET

Tengo una puerta N-MOSFET conectada a una lógica 4043 . La identificación es de aproximadamente 100 mA. Tanto el 4043 como el MOSFET tienen +5V. Planeo usar un 2N7000 .

  • ¿Qué tamaño de resistencia de compuerta necesito entre el 4043 y el MOSFET? La salida lógica a veces se conmuta rápidamente. ¿Qué rápido? Un LED HDD de la placa base lo controla.
  • ¿Necesito colocar una resistencia desplegable de lógica a 0V, entre el 4043 y el MOSFET?
Las respuestas de jippie y PhilFrost son buenas, pero si desea obtener una vista más cuantitativa de la resistencia de la puerta en los MOSFET, puede consultar esta publicación ( electronics.stackexchange.com/questions/60427/… ).
También depende de cuál sea la carga del MOSFET: irf.custhelp.com/app/answers/detail/a_id/215
Si la lógica nunca se desconecta abruptamente del MOSFET, como cuando tiene dos instrumentos conectados con un cable, puede prescindir de las resistencias aquí. La línea CMOS 4000 es push-pull, por lo que no se necesitan resistencias pull-up/down. Y a menos que su MOSFET se use al límite de sus capacidades, tampoco necesita preocuparse por la capacidad adicional del cable.

Respuestas (3)

Por lo general, es una buena idea incluir una resistencia de compuerta para evitar que suene. El timbre (oscilación parásita) es causado por la capacitancia de la puerta en serie con la inductancia del cable de conexión y puede hacer que el transistor disipe una potencia excesiva porque no se enciende lo suficientemente rápido y, por lo tanto, la corriente a través del drenaje/fuente en combinación con el algo alto La impedancia de fuente de drenaje 'ish calentará el dispositivo. Una resistencia de ohmios bajos resolverá (amortiguará) el timbre.

Como menciona @PhilFrost , una resistencia de alto valor a tierra es una buena idea para evitar que el acoplamiento capacitivo controle el transistor cuando no está conectado.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

En todo momento, mantenga el cableado entre la salida lógica, la puerta del transistor, la fuente del transistor y tierra lo más corto posible. Esto asegurará un encendido/apagado rápido.

Una observación trivial: colocaría la resistencia desplegable antes de la resistencia limitadora de la puerta; de esa manera, las dos resistencias no forman un divisor de voltaje (aunque sea menor) y, por lo tanto, el voltaje de entrada se expresa completamente en la puerta.
@AnindoGhosh Esto se discutió en una respuesta a una de mis preguntas. supercat señaló que poner R2 antes de R1 crea un divisor de voltaje cuando el GD está en cortocircuito en caso de falla del MOSFET y, por lo tanto, protege un poco al controlador. Por supuesto, los valores deben seleccionarse de manera adecuada y existe una compensación por el consumo de energía.
@abdullahkahraman El controlador estaría protegido en cualquier caso, R2 antes o después; la protección es cortesía del R1.
@AnindoGhosh nunca consideró realmente una ubicación alternativa para R2 y, aunque la división de voltaje es mínima, supongo que tiene razón. Para la protección del microcontrolador cuando DG se corta, se puede colocar un zener 5V1 en paralelo a R2. No estoy seguro de cuán efectivo es, pero al menos diste un tiro para proteger el controlador.
@Anindo De hecho, prefiero la resistencia en serie cerca de la fuente y la dejo funcionar como terminador de fuente. El divisor de voltaje no es un problema (100/1M = 0.01%, ni siquiera 1mV para un controlador de 5V).
@apalopohapa Cierto para los valores en el diseño actual, pero no necesariamente cierto para un pull-down de valor más bajo o una resistencia limitadora de valor más alto. He tenido ocasión de aplicar uno o ambos casos. YMMV, por supuesto :-)
La lógica detrás del uso de una carga de puerta de 1Meg es absurda, y la resistencia es completamente innecesaria para cualquier circuito controlador que tenga pull-down activo. La utilidad principal de una resistencia de la serie Gate es la velocidad reducida de encendido y apagado de M1.
El valor mínimo de la resistencia para evitar que suene se puede determinar si se conoce la inductancia del cable/traza que va a la puerta del MOSFET, como se ve en esta nota , por ejemplo, pero en la práctica puede ser difícil medir una inductancia tan baja.

No necesita estrictamente una resistencia base. Los MOSFET no solo no tienen bases (tienen puertas), sino que la puerta es de (muy) alta impedancia. Excepto cuando el MOSFET cambia de estado, la corriente de la puerta es esencialmente cero.

A veces, una resistencia de compuerta es prudente para reducir el timbre, especialmente si la pista que activa la compuerta es larga o si le preocupa generar interferencia electromagnética. Un valor más alto amortigua el timbre pero también ralentiza los tiempos de conmutación: el valor apropiado depende de qué tan grave podría ser el timbre y qué tiempos de conmutación se requieren.

Es una práctica común colocar una resistencia (el valor no es muy crítico, cualquier cosa entre 1 k Ω y 1 METRO Ω hará) desde la puerta a tierra, solo para asegurarse de que el MOSFET esté apagado si lo que lo impulsa (el 4043 en su caso) está dejando que la salida flote. De lo contrario, las corrientes muy pequeñas de su dedo, el acoplamiento capacitivo, el acoplamiento inductivo u otras cosas por las que preferiría no preocuparse pueden cambiar el voltaje de la puerta del MOSFET, lo que resulta en un comportamiento no deseado.

Creo que para limitar la corriente de entrada, se debe colocar una resistencia en serie cuando se trabaja con microcontroladores. ¿O es simplemente exagerado?
Los puertos de E / S de @abdullahkahraman generalmente no son fuentes y sumideros rígidos, por lo que no veo la necesidad de una resistencia en serie.
A veces, coloca una resistencia pequeña (100-200 ohmios), o tal vez una perla de ferrita, en serie con una puerta MOSFET para eliminar la ganancia a altas frecuencias (RF) si muestra signos de inestabilidad.
@Madmanguruman: usar la resistencia del canal interno del controlador de E / S (por ejemplo, sin resistencia externa) es un plan arriesgado ya que está disipando toda la energía en el troquel relativamente frágil. Si la compuerta FET que está manejando es grande (muy capacitiva) y la frecuencia de su unidad es alta (como en las aplicaciones de control de motor/PWM), quemará el controlador de E/S.
@DrFriedParts La corriente limitada de un GPIO haría imposible la conducción de un MOSFET de gran capacitancia a alta frecuencia, lo que requeriría un controlador externo. Si la matriz es demasiado frágil para manejar la corriente nominal de E/S del GPIO, para mí es una señal de falta de robustez.
Me gustaría recordarles a todos que estamos hablando de conducir un 2N7000 con un 4043. El 2N7000 no es un dispositivo de alta carga de compuerta ni el 4043 es capaz de manejar altas corrientes. Dudo seriamente que esta combinación requiera una resistencia de compuerta más de lo que todos los MOSFET en una CPU requieren resistencias de compuerta.
Jajaja, gracias por el aviso Phil, casi no nos damos cuenta. Esto es lo que sucede cuando un montón de ingenieros se juntan, jajaja.
@Madmanguruman: su conclusión es correcta dadas sus suposiciones, pero sus suposiciones no se aplican en la mayoría de las MCU de grado de consumidor. (1) Puede (y lo hará) exceder la corriente nominal de E/S si corta el controlador de salida. (2) El controlador se comportará como si entrara en un cortocircuito si la frecuencia de conmutación es alta: la entrada puede cambiar a alta frecuencia independientemente de la salida. La salida no subirá mucho en respuesta, lo que resultará en una condición de corto sostenido. Sin embargo, Phil tiene razón, ese no es el caso aquí, pero su generalización merecía esta calificación.
@Madmanguruman: si un xxx es demasiado yyy para manejar el zzz de un nnn, para mí es una señal de falta de solidez :-).
Debería haber estudiado "pedantería" en lugar de "electrónica". Sheesh.
Si no coloca una resistencia en serie, nunca pasará las pruebas de emc porque el timbre causará interferencia en todo el lugar (no lo verá cuando mida la señal en el cable, pero con una sonda de emc verá los estragos que crea)
¿Ya nadie usa estranguladores parasitarios? Supongo que están un poco pasados ​​de moda, pero en los viejos tiempos enrollábamos algunas vueltas de alambre de cobre alrededor del cuerpo de una resistencia (ver: viejos tiempos). ¿Supongo que una perla de ferrita sirve para ese propósito ahora?

Una puerta MOSFET actúa como un condensador y las corrientes de carga pueden superar los 200 mA. Una resistencia en serie de 100 ohmios (3v) a 200 ohmios (5v) mantiene esto alrededor de la marca de 20ma. Una resistencia pulldown de 10k asegura el cierre si la puerta flota.

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