MOSFET comme résistance commandée en tension

Cette question est peut-être trop localisée, mais j'essaie.

Est-il possible de remplacer une résistance variable par un MOSFET, dans les conditions indiquées dans le schéma suivant?

Si oui, quelqu'un peut-il proposer un type MOSFET ou les paramètres MOSFET requis.

schématique

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Mise à jour

Ce que j'essaie réellement d'accomplir, c'est de remplacer R2a par quelque chose de simple que je peux contrôler avec un microcontrôleur (DAC).

Je pirate un appareil existant et ne peux pas remplacer la résistance R1.

resistors mosfet voltage-divider

— sergej
source

Vous semblez présupposer une solution. La sortie est-elle censée être la plage de tension spécifique (0,12 à 4,00 V) ou est-elle censée être proportionnelle à la tension d'alimentation (nominalement 12 V)? En d'autres termes, doit-il vraiment être implémenté comme un diviseur de tension comme indiqué?

— Dave Tweed

La sortie est censée être proportionnelle à la tension d'alimentation (10V .. 14 V). La résistance R1 est déjà implémentée je ne peux pas changer ça. J'ai besoin de remplacer R2 par quelque chose de simple, que je peux contrôler par un microcontrôleur.

— sergej

Affichez deux niveaux et expliquez ce que vous essayez vraiment d'accomplir. Restez fidèle à ce que vous voulez accomplir, pas à la façon dont vous pensez que cela pourrait être accompli. En présentant une solution imaginée, cela rend le problème réel plus difficile, d'autant plus que nous ne savons même pas ce que c'est.

— Olin Lathrop

jetez un oeil à graffiti.virgin.net/ljmayes.mal/comp/vcr.htm

— JIm Dearden

Si vous piratez un appareil existant, procurez-vous un potentiomètre numérique à 4 voies de 1 kOhm et groupez-le pour obtenir une résistance à commande numérique de 0 à 250 ohms. Vous le contrôlez avec I2C ou SPI, numériquement, plutôt qu'avec un DAC. AD5254 ou AD8403 pourraient probablement le faire.

— Jon Watte

Réponses:

Techniquement, le MOSFET peut fonctionner comme une résistance variable, mais il y a deux problèmes principaux:

Dans la région ohmique (qui est assez étroite en termes de tension de sortie), la linéarité est médiocre et dépend également de la tension d'entrée. Il ne sera pas très facile de le régler pour qu'il se comporte comme une bonne résistance.
La résistance de sortie des MOSFET n'est généralement pas une valeur précise, et il sera difficile d'obtenir la valeur exacte de la fiche technique. Ce que vous pouvez faire est de le mesurer pour différentes tensions d'entrée et de sortie et de créer un tableau avec les valeurs. Mais si vous n'en avez pas besoin pour être précis, vous pouvez utiliser les graphiques de la fiche technique.

Un autre choix peut être d'utiliser un magnétoscope intégré .

— clabacchio
source

+1 pour avoir réellement répondu à la question. Non pas que tous les autres commentaires ne soient pas valides, bien sûr.

— Bobbi Bennett

Selon le vénérable manuel de Martin Hartley Jones, p. 139 , les problèmes de linéarité peuvent être surmontés en utilisant une rétroaction négative. En outre, le même manuel dit que les atténuateurs FET à tension contrôlée étaient couramment utilisés comme dispositifs de contrôle automatique du gain (compression de la plage dynamique), par exemple par Dolby. La note AN105 de Siliconix contient quelques exemples de circuits avec des résistances de contrôle de tension JFET: un circuit de rétroaction et un contrôle de tension du gain d'un amplificateur opérationnel, mais pas le circuit Dolby légendaire.

— Fizz du

En outre, un autre nom pour la résistance commandée en tension est amplificateur à transconductance , qui est plus susceptible d'être utilisé pour désigner un amplificateur opérationnel (plutôt qu'un simple FET).

— Fizz

Trois circuits mettant en œuvre une résistance commandée en tension utilisant un OTA (amplificateur opérationnel à transconductance) sont donnés dans la fiche technique du LM137000 , pp. 12-14.

— Fizz

Oui Sergej. Vous avez raison à 100%!

Un MOSFET peut facilement être utilisé comme résistance variable. Vous devez considérer quelques paramètres importants avant de l'utiliser comme une résistance variable. Les choses principales sont

$R_{DS(on)}$
Le comportement du MOSFET dans la région linéaire bien qu'il soit similaire pour presque tous les MOSFET.

Nous allons maintenant voir comment nous pouvons l'utiliser comme une résistance variable en utilisant les courbes caractéristiques suivantes du MOSFET Drain current vs. drain voltage characteristics for given Vgs

Quand le $V_{GS}$ est inférieure à $V_{th}$ du MOSFET, il est en mode de coupure, ce qui signifie que toute la tension d'alimentation apparaît sur le MOSFET, ce qui signifie que le MOSFET agit maintenant comme une charge ouverte avec une résistance infinie.
Lorsque vous augmentez lentement la tension de grille, le MOSFET commence lentement à conduire en entrant dans la région linéaire où il commence à développer une tension à travers lui que nous appelons $V_{DS}$ . Dans cette région, le MOSFET agit comme une résistance de valeur finie.
Maintenant, lorsque le MOSFET entre dans la région de saturation, la résistance du MOSFET est la plus faible et est égale à la $R_{DS(on)}$ du MOSFET qui est mentionné dans le circuit.

— Durgaprasad
source

Je pense qu'il serait plus exact de dire que dans la région linéaire, le MOSFET "agit quelque chose comme une résistance". Si c'était vraiment comme une résistance, ces lignes tension-courant seraient des lignes droites, mais vous pouvez clairement voir qu'elles ne le sont pas. Ils se rapprochent des lignes droites, sur une petite zone, mais dire qu'ils sont comme une résistance est une sur-idéalisation.

— Phil Frost

Oui Phil, je suis entièrement d'accord avec vous, dans ma réponse je voulais juste donner une idée de la façon dont sa gamme peut être vue comme une résistance.

— Durgaprasad