Calcolatore della corrente di drain MOSFET in saturazione

Inserisca la sovratensione in volt e il parametro in ampere per volt quadrato; il risultato viene fornito in ampere e milliampere. È utile per rapide stime di polarizzazione, esercizi e controlli preliminari quando il modello a canale lungo è appropriato.

Scelga le due grandezze richieste dall’equazione

Il modello quadratico di saturazione usa la sovratensione di gate, non la sola tensione gate-source. La sovratensione, indicata comunemente con V_OV, è V_GS meno la tensione di soglia V_TH. Se il circuito fornisce separatamente V_GS e V_TH, esegua la sottrazione prima di inserire il valore. Il secondo ingresso è il parametro di transconduttanza k del dispositivo, espresso in ampere per volt quadrato. In questo calcolatore k è definito in modo che la corrente di drain sia pari alla metà di k moltiplicata per il quadrato di V_OV. Schede tecniche e manuali non usano sempre simboli o definizioni identici: alcune fonti chiamano il parametro beta, altre incorporano il fattore un mezzo nella costante, altre distinguono la transconduttanza di processo dal parametro del dispositivo corretto per la geometria. Verifichi la convenzione prima di copiare un valore. Inserisca soltanto numeri finiti e non negativi. Una sovratensione o un parametro pari a zero produce corrente nulla nel modello ideale; una sovratensione negativa viene rifiutata perché l’espressione richiesta riguarda la conduzione in saturazione, non il sottosoglia. È essenziale mantenere unità coerenti: volt e ampere per volt quadrato producono ampere.

Interpreti il risultato della legge quadratica

Il calcolatore valuta I_D = 0.5 × k × V_OV². Poiché la sovratensione è elevata al quadrato, la corrente è molto sensibile alla polarizzazione del gate: raddoppiare V_OV quadruplica la corrente ideale se k resta costante. La risposta riporta la corrente in ampere e milliampere, ripete gli ingressi normalizzati con le unità e identifica l’equazione applicata. Per esempio, una sovratensione di 2.5 volt con k pari a 0.004 ampere per volt quadrato produce 0.0125 ampere, cioè 12.5 milliampere. Il calcolo presuppone che il MOSFET operi già in saturazione. Nel modello NMOS a canale lungo più semplice, in genere V_DS deve essere almeno pari a V_OV. Il calcolatore non riceve V_DS e quindi non può verificare tale condizione. Trascura inoltre modulazione della lunghezza di canale, effetto body, degrado della mobilità, saturazione della velocità, temperatura, perdite e disadattamento. Il risultato è dunque un valore di modello, non una misura garantita. Lo utilizzi come riferimento trasparente, con ipotesi facilmente verificabili.

Applichi la stima al circuito con prudenza

Usi il risultato per impostare un primo punto di polarizzazione, confrontare parametri candidati o controllare i calcoli manuali prima di una simulazione più completa. Dopo il calcolo, verifichi che le tensioni scelte di drain e source portino davvero il dispositivo in saturazione e che la dissipazione prevista, I_D per V_DS, sia accettabile. Per un MOSFET discreto consulti le curve di trasferimento e gli intervalli dei parametri, poiché tensione di soglia e transconduttanza possono variare tra esemplari e con la temperatura di giunzione. In un progetto integrato, confronti la corrente ideale con il modello di processo per lunghezza e larghezza di canale, alimentazione e corner pertinenti. Se la Sua fonte definisce beta in un’equazione senza il fattore un mezzo, converta il valore prima di usare questo strumento; altrimenti la risposta differirà di un fattore due. Le chiamate automatizzate costano $0.002 per richiesta, mentre il calcolo nel browser agevola i controlli interattivi. Registri entrambi gli ingressi e l’equazione insieme al risultato, affinché chi esegue la revisione possa riprodurre l’ipotesi senza considerare una singola corrente come comportamento universale.