MOSFET เป็นตัวต้านทานควบคุมแรงดันไฟฟ้า

คำถามนี้อาจมีการแปลเกินไป แต่ฉันลอง

เป็นไปได้หรือไม่ที่จะแทนที่ตัวต้านทานผันแปรด้วย MOSFET ภายใต้เงื่อนไขที่แสดงในแผนผังต่อไปนี้?

ถ้ามีใครสามารถเสนอประเภท MOSFET หรือพารามิเตอร์ MOSFET ที่ต้องการได้

แผนผัง

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

ปรับปรุง

สิ่งที่ฉันพยายามทำให้สำเร็จจริง ๆ ก็คือแทนที่ R2a ด้วยสิ่งที่ง่ายที่ฉันสามารถควบคุมได้ด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ (DAC)

ฉันกำลังแฮ็คอุปกรณ์ที่มีอยู่และไม่สามารถแทนที่ตัวต้านทาน R1 ได้

resistors mosfet voltage-divider

— sergej
แหล่งที่มา

ดูเหมือนว่าคุณกำลังคิดวิธีแก้ปัญหาล่วงหน้า เอาต์พุตควรเป็นช่วงแรงดันไฟฟ้าเฉพาะ (0.12 ถึง 4.00 V) หรือควรเป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้า (ตามปกติ 12 โวลต์) หรือไม่? กล่าวอีกนัยหนึ่งจำเป็นต้องใช้งานเป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าตามที่แสดงหรือไม่?

— Dave Tweed

เอาต์พุตควรเป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้า (10V .. 14 V) ตัวต้านทาน R1 ถูกนำไปใช้แล้วฉันไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ ฉันต้องการแทนที่ R2 ด้วย somethig ง่าย ๆ ที่ฉันสามารถควบคุมโดยไมโครคอนโทรลเลอร์

— sergej

ป๊อปอัปสองระดับและอธิบายสิ่งที่คุณกำลังพยายามทำให้สำเร็จ ยึดติดกับสิ่งที่คุณต้องการทำให้สำเร็จไม่ใช่วิธีที่คุณคิดว่าสามารถทำได้ ด้วยการนำเสนอวิธีแก้ปัญหาที่จินตนาการทำให้การแก้ไขปัญหาจริงยากขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเราไม่รู้ด้วยซ้ำว่ามันคืออะไร

— Olin Lathrop

ดูgraffiti.virgin.net/ljmayes.mal/comp/vcr.htm

— JIm Dearden

หากคุณกำลังแฮ็คอุปกรณ์ที่มีอยู่ให้รับโพเทนชิโอมิเตอร์แบบดิจิทัลแบบ 4 ทิศทาง 1 kOhm และต่อเข้ากับตัวต้านทานแบบดิจิตอลที่ควบคุมได้ 0-250 โอห์ม คุณควบคุมด้วย I2C หรือ SPI แบบดิจิทัลมากกว่าด้วย DAC AD5254 หรือ AD8403 อาจทำได้

— Jon Watte

คำตอบ:

ในทางเทคนิค MOSFET สามารถทำงานเป็นตัวต้านทานตัวแปร แต่มีสองประเด็นหลัก:

ในพื้นที่โอห์มมิก (ซึ่งค่อนข้างแคบในแง่ของแรงดันไฟฟ้าขาออก) ความเป็นเส้นตรงไม่ดีและยังขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าอินพุตด้วย มันจะไม่ง่ายมากที่จะปรับให้มันทำตัวเหมือนตัวต้านทานที่เหมาะสม
ความต้านทานขาออกของ MOSFET นั้นไม่ใช่ค่าที่ถูกต้องและมันจะยากที่จะรับค่าที่แน่นอนจากแผ่นข้อมูล สิ่งที่คุณสามารถทำได้คือการวัดมันสำหรับแรงดันไฟฟ้าอินพุตและเอาต์พุตต่าง ๆ และเพื่อสร้างตารางที่มีค่า แต่ถ้าคุณไม่ต้องการให้ถูกต้องคุณสามารถใช้กราฟในแผ่นข้อมูล

อีกทางเลือกหนึ่งคือการใช้VCR ในตัว

— clabacchio
แหล่งที่มา

+1 สำหรับตอบคำถามจริง ไม่ใช่ว่าความคิดเห็นอื่น ๆ ทั้งหมดไม่ถูกต้องแน่นอน

— Bobbi Bennett

อ้างอิงจากตำราที่เคารพนับถือมาร์ตินฮาร์ทลี่โจนส์พี. 139 , ปัญหาเชิงเส้นตรงสามารถเอาชนะได้โดยใช้ความคิดเห็นเชิงลบ นอกจากนี้ตำราเรียนเดียวกันบอกว่าตัวลดทอนสัญญาณแรงดันไฟฟ้า FET นั้นถูกใช้เป็นอุปกรณ์ควบคุมอัตราขยายอัตโนมัติ (Dolby Range) เช่น Dolby หมายเหตุของ Siliconix AN105มีวงจรตัวอย่างที่มีตัวต้านทานแรงดันไฟฟ้าควบคุม JFETs: วงจรป้อนกลับและการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับจากแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน แต่ไม่ใช่วงจร Dolby โกหก

— Fizz

นอกจากนี้ชื่ออื่นสำหรับตัวต้านทานที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้าคือแอมพลิฟายเออร์คอนดักเตอร์ซึ่งมีแนวโน้มที่จะใช้ในการอ้างถึงแอมป์ (แทนที่จะเป็น FET เดี่ยว)

— Fizz

สามวงจรที่ใช้ตัวต้านทานที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้าโดยใช้ OTA (แอมพลิฟายเออร์ transconductance) มีอยู่ในแผ่นข้อมูลของ LM137000 , pp. 12-14

— Fizz

ใช่ Sergej คุณถูก 100%!

MOSFET สามารถใช้เป็นตัวต้านทานปรับค่าได้อย่างง่ายดาย คุณต้องพิจารณาพารามิเตอร์ที่สำคัญบางประการก่อนที่จะใช้เป็นตัวต้านทานตัวแปร สิ่งสำคัญคือ

$R_{DS(on)}$
พฤติกรรมของ MOSFET ในภูมิภาคเชิงเส้นแม้ว่ามันจะคล้ายกันกับ MOSFET เกือบทั้งหมด

ตอนนี้เราจะมาดูกันว่าเราสามารถใช้มันเป็นตัวต้านทานผันแปรได้อย่างไรโดยใช้เส้นโค้งลักษณะเฉพาะของ MOSFET ระบายน้ำออกจากกระแสไฟฟ้าเมื่อเทียบกับคุณสมบัติแรงดันไฟฟ้าสำหรับ Vgs

$V_{GS}$ อยู่ด้านล่าง $V_{th}$ ของ MOSFET อยู่ในโหมดการตัดซึ่งหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจะปรากฏขึ้นทั่ว MOSFET ซึ่งหมายความว่าตอนนี้ MOSFET ทำหน้าที่เป็นโหลดเปิดที่มีความต้านทานไม่ จำกัด
เมื่อคุณเพิ่มแรงดันเกตอย่างช้า ๆ มอสเฟตจะเริ่มทำการอย่างช้าๆโดยป้อนภูมิภาคเชิงเส้นซึ่งจะเริ่มพัฒนาแรงดันไฟฟ้าข้ามซึ่งเราเรียกว่าเป็น $V_{DS}$ . ในภูมิภาคนี้ MOSFET ทำหน้าที่เป็นตัวต้านทานของค่า จำกัด
ตอนนี้เมื่อ MOSFET เข้าสู่พื้นที่อิ่มตัวความต้านทานของ MOSFET นั้นน้อยที่สุดและเท่ากับ $R_{DS(on)}$ ของมอสเฟตที่กล่าวถึงในวงจร

— Durgaprasad
แหล่งที่มา

ฉันคิดว่ามันจะแม่นยำกว่าถ้าพูดในภูมิภาคเชิงเส้น MOSFET "ทำหน้าที่คล้ายตัวต้านทาน" ถ้ามันเป็นเหมือนตัวต้านทานจริงๆเส้นแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันเหล่านั้นจะเป็นเส้นตรง แต่คุณสามารถเห็นได้ชัดว่าพวกเขาไม่ใช่ พวกมันประมาณเส้นตรงในพื้นที่เล็ก ๆ แต่บอกว่ามันเป็นเหมือนตัวต้านทาน

— Phil Frostst

ใช่ Phil.I เห็นด้วยอย่างสมบูรณ์กับคุณในคำตอบของฉันฉันแค่ต้องการให้ความคิดเช่นเดียวกับวิธีการที่ช่วงสามารถดูได้เช่นความต้านทาน

— Durgaprasad