Zastosowanie tranzystora skonfigurowanego jako dioda

9

Napotkałem wiele obwodów, które mają tranzystory połączone jako diody (brama podłączona do drenu). Wiem, że niektóre z tych obwodów wykorzystują taki tranzystor ze względów bezpieczeństwa, ale nie mogłem zrozumieć przyczyn innych.

Moje pytanie: Czy istnieje jakiś powód, aby łączyć tranzystory jako diody inne niż ta, o której wspomniałem? Niektórzy z moich kolegów sugerują, że można je wykorzystać do uzyskania wysokiej rezystancji, ale myślę, że podłączenie tranzystora w takiej konfiguracji ( ) zmusi tranzystor do pracy w obszarze nasycenia, a nie w obszarze liniowym. Czy mam rację? $V_{g} = V_{d}$

transistors diodes

— Bio_man
źródło

Co to za tranzystory? Wszystkie te, które znam z obszarem nasycenia, nie mają bram ani drenów.

— Brian Drummond,

2

Czy możesz nam pokazać schemat i numer części? Mylisz gdzieś FET i BJT.

— jippie

1

Nauczono mnie, że 3 regiony w MOSFET-ach są odcięte, triodowe i nasycone, a 3 regiony dla BJT są odcięte, nasycone i aktywne. Jaka inna terminologia jest używana dla regionu nasycenia mojego FET (gdzie jego prąd nie zależy od Vds).

— Shamtam,

11

Po pierwsze, zakładam, że plakat myli drenaż z kolektorem. Jeśli mówi o tranzystorach MOSFET lub JFET, zignoruj resztę tego postu.

Powszechną praktyką w precyzyjnej elektronice analogowej jest stosowanie tranzystorów bipolarnych jako diod. Celem jest uzyskanie diody o bardzo niskim wycieku. Na przykład tranzystor typu 3904 będzie miał <1pA upływu wstecznego przy użyciu złącza Base Emiter. Jednak zmienia się ona w diodę Zenera przy około 6,8 V. Działa doskonale w obwodach logicznych 5 V i niższych napięciach. Wyższy prąd i napięcie wsteczne osiąga się, stosując podstawę jako anodę, a kolektor jako katodę. Nadal doskonała dioda o niskim wycieku przy około 10pA, a teraz otrzymujesz napięcie znamionowe tranzystora i lepszy prąd. To nie będzie dioda wysokiej prędkości. Wyższą prędkość uzyskuje się przez zwieranie kolektora do podstawy (anody) i użycie emitera jako katody. Jednak napięcie wsteczne musi być ograniczone do <5 V.

Innym celem stosowania tranzystorów MOSFET i innych typów tranzystorów jako podłączonych diod jest prądowe obwody zwierciadlane, w których połączenie połączone diodą będzie śledzić połączenie aktywnego składnika na podstawie temperatury.

— DRT
źródło

electronicscircuit1.blogspot.com/2009/03/... mówi, że JFET są również podłączone jako diody dla niskiego wycieku

— endolith

11

NMOS podłączony w konfiguracji diod:

schematyczny

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Ponieważ brama i odpływ są zwarte, zawsze obowiązuje następujący warunek nasycenia:

{V.}_{re S.} > {V.}_{sol S.} - {V.}_{T.}

$V_{DS}>V_{GS}-V_T$

Oznacza to, że raz $V_{DS}>V_T$ tranzystor zaczyna zarówno przewodzić, jak i nasycać się.

W nasyceniu (po zamianie $V_{GS}=V_{DS}$ dla trybu diodowego):

{ja}_{re S.} = μ {do}_{o x} \frac{W.}{2) L.} ({V.}_{re S.} - {V.}_{T.})^{2)}

$I_{DS}=\mu C_{ox} \frac{W}{2L} (V_{DS}-V_T)^2$

Odpowiednik rezystancji tego urządzenia wynosi:

R = \frac{{V.}_{re S.}}{{ja}_{re S.}} = \frac{2) L.}{W.} \frac{1}{μ {do}_{o x}} \frac{{V.}_{re S.}}{({V.}_{re S.} - {V.}_{T.})^{2)}}

$R=\frac {V_{DS}}{I_{DS}}=\frac{2L}{W} \frac{1}{\mu C_{ox}} \frac{V_{DS}}{(V_{DS}-V_T)^2}$

Teraz widać, że równoważną rezystancję można kontrolować, zmieniając wymiary tranzystora ( $W$ , $L$ ).

Jednak ten opór nie jest stały - zależy od zastosowanego obciążenia. Jest to złe, ale nie jest tak, że masz zbyt wiele alternatyw w układach scalonych (możesz zastosować precyzyjne rezystory za pomocą różnych technik, ale są one zwykle kosztowne).

Z drugiej strony - istnieje wiele aplikacji, które nie wymagają precyzji w rezystancjach.

Czy możesz zaimplementować duży rezystor z tranzystorem podłączonym diodą? Tak. Istnieją dwa podejścia:

Długi i wąski tranzystor
Upewnij się, że $V_{DS}$ niewiele się podnosi $V_T$

Jednak „duży” rezystor w układzie scalonym nie jest tym samym, co duży rezystor jako element dyskretny - w układzie scalonym wszystkie rezystancje są względnie niskie.

— Wasilij
źródło

4

W przypadku niektórych produktów wrażliwych na koszty (na przykład tanich nowatorskich zabawek elektronicznych lub gier) może to zaoszczędzić 0,01 USD za jednostkę, aby zastąpić diodę tranzystorem w następującej sytuacji.

Jeśli masz 5 tranzystorów i jedną diodę w obwodzie i nie ma żadnych szczególnie egzotycznych wymagań dotyczących sygnału, to zastąpienie diody dodatkowym tranzystorem oznacza, że masz o jeden mniej pozycji (diody) na liście materiałów i po prostu zwiększasz ilość tranzystora o 1, co w masowej produkcji na dużą skalę może przynieść znaczne oszczędności (na jednostkę) przy zakupie części w większych ilościach.

Są z tego dodatkowe korzyści ...

Producent może używać mniejszej liczby szpul w swoich maszynach do podnoszenia i umieszczania, co oszczędza czas, pieniądze i konserwację.
Starzenie się jest mniejszym problemem z mniejszą liczbą części w produkcie.

— Wossname
źródło

2

Nie mogę podać szczegółów technicznych, ale MOSFET-y są używane jako diody tnące w pedałach efektów instrumentów, takich jak pedały zniekształcania gitary. Poszukiwanie schematu fuzz Szalonego Profesora Ognistego Czerwonego pokaże Ci, jak to się realizuje. Jednak na schemacie pokazuje połączony ze sobą odpływ i źródło. To może być tylko błąd, przez który ktoś namierzył oryginalny obwód. Ale powinno dać ci wyobrażenie o innym sposobie wykorzystania tranzystora MOSFET jako diody.

Mam nadzieję, że to trochę pomoże.

— chuckbuick
źródło