MOSFET як резистор, керований напругою

Це питання може бути занадто локалізованим, але я намагаюся.

Чи можна замінити змінний резистор MOSFET за умов, наведених на наступній схемі?

Якщо так, чи може хтось запропонувати тип MOSFET або необхідні параметри MOSFET.

schematic

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Оновлення

Те, що я насправді намагаюся досягти, - це замінити R2a чимось простим, що я можу керувати мікроконтролером (ЦАП).

Я зламаю існуючий пристрій і не можу замінити резистор R1.

resistors mosfet voltage-divider

— sergej
джерело

Ви, здається, передбачаєте рішення. Чи має бути вихідний діапазон напруги (0,12 до 4,00 В) чи пропорційний (напрузі 12 В) напруги живлення? Іншими словами, чи дійсно це потрібно реалізовувати як подільник напруги, як показано?

— Трейд Дейва

Вихід повинен бути пропорційним напрузі живлення (10 В .. 14 В). Резистор R1 вже реалізований, я не можу цього змінити. Мені потрібно замінити R2 на щось просте, що я можу контролювати за допомогою мікроконтролера.

— sergej

Вискочіть два рівні та поясніть, що ви насправді намагаєтесь досягти. Дотримуйтесь того, що ви хочете досягти, а не того, як ви думаєте, що це може бути досягнуто. Представляючи якесь уявне рішення, це стає важче дійти до реальної проблеми, тим більше, що ми навіть не знаємо, що це таке.

— Олін Латроп

подивіться на graffiti.virgin.net/ljmayes.mal/comp/vcr.htm

— JIm Dearden

Якщо ви зламаєте існуючий пристрій, дістаньте 4-х кінцевий цифровий потенціометр 1 кОм і зберіть його, щоб отримати резистор, керований цифровим керуванням 0 - 250 Ом. Ви керуєте ним за допомогою I2C або SPI, цифровим способом, а не через ЦАП. AD5254 або AD8403, ймовірно, могли це зробити.

— Джон Ватт

Відповіді:

Технічно MOSFET може працювати як змінний резистор, але є дві основні проблеми:

В омічній області (яка досить вузька з точки зору вихідної напруги) лінійність погана, і це також залежить від вхідної напруги. Налаштувати його так, щоб він поводився як належний резистор.
Вихідний опір MOSFET, як правило, не є точним значенням, і точне значення з таблиці буде важко отримати. Що ви можете зробити, це виміряти його для різних вхідних і вихідних напруг і створити таблицю зі значеннями. Але якщо вам це не потрібно для точності, ви можете використовувати графіки в аркуші.

Іншим вибором може бути використання інтегрованого відеомагнітофона .

— клабаччо
джерело

+1 за фактичну відповідь на питання. Не те, що всі інші коментарі, безумовно, не вірні.

— Боббі Беннетт

Згідно з поважним підручником Мартіна Хартлі Джонса, с. 139 , питання лінійності можна подолати, використовуючи негативні відгуки. Крім того, той самий підручник говорить, що атенюатори, керовані напругою FET, зазвичай використовуються як пристрої автоматичного керування посиленням (стиснення динамічного діапазону), наприклад, Dolby. Примітка Siliconix AN105 має кілька прикладів схем з резисторами управління напругою JFET : ланцюг зворотного зв'язку та регулювання напруги посилення операційного підсилювача, але не байкову схему Dolby.

— Фіз

Крім того, інша назва резистора з керованим напругою - підсилювач транскодуктивності , який, швидше за все, буде використовуватися для позначення операційного (а не одиничного FET) підсилювача.

— Фіз

Три інформаційні схеми, що реалізують резистор з керованим напругою за допомогою OTA (операційного підсилювача надпровідності ), наведені в технічному аркуші LM137000 , стор. 12-14.

— Фіз

Так, Сергій. Ви на 100% праві!

MOSFET можна легко використовувати як змінний резистор. Ви повинні врахувати кілька важливих параметрів, перш ніж використовувати як змінний резистор. Основні речі є

Мінімальний опір, який вам потрібен і $R_{DS(on)}$ MOSFET, який ви вибрали.
Поведінка MOSFET в лінійній області, хоча вона схожа майже для всіх MOSFET.

Тепер ми побачимо, як ми можемо використовувати його як змінний резистор, використовуючи наступні характерні криві MOSFET Drain current vs. drain voltage characteristics for given Vgs

Коли $V_{GS}$ нижче $V_{th}$ MOSFET перебуває в режимі відключення, що означає, що вся напруга живлення надходить на MOSFET. Це означає, що зараз MOSFET діє як відкритий навантаження з нескінченним опором.
Коли ви повільно збільшуєте напругу на затворі, MOSFET повільно починає проводитись, вводячи лінійну область, де він починає розвивати напругу через нього, яке ми називаємо як $V_{DS}$ . У цьому регіоні MOSFET діє як опір кінцевого значення.
Тепер, коли MOSFET потрапляє в область насичення, опір MOSFET є найменшим і дорівнює $R_{DS(on)}$ MOSFET, який згадується у схемі.

— Дургапрасад
джерело

Я думаю, було б точніше сказати, що в лінійній області MOSFET "діє щось на зразок резистора". Якби це було справді як резистор, ці лінії напруги струму були б прямими, але ви однозначно бачите, що це не так. Вони наближають прямі лінії на якійсь невеликій площі, але сказати, що вони є резистором - це надмірна ідеалізація.

— Філ Мороз

Так, Філ. Я повністю з вами згоден. У своїй відповіді я просто хотів дати уявлення про те, як можна розглядати його діапазон як опір.

— Durgaprasad