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Calculateur de points de fonctionnement MOSFET

Calculez le courant de drain, la tension de saturation, la transconductance et la zone de fonctionnement (coupure, triode, saturation) des transistors NMOS

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Formule

I_D = k_n/2 × (V_GS−V_th)² (sat), I_D = k_n × [(V_GS−V_th)V_DS − V_DS²/2] (triode)

V_GS— Gate-source voltage (V)
V_th— Threshold voltage (V)
k_n— Process transconductance parameter (A/V²)
V_DS— Drain-source voltage (V)
g_m— Transconductance (A/V)

Comment ça marche

Le point de fonctionnement d'un transistor à effet de champ métal-oxyde-semi-conducteur (MOSFET) représente les conditions de polarisation en courant continu qui établissent l'état de fonctionnement fondamental du transistor. Dans ce contexte, les paramètres clés incluent la tension drain-source (VDS), la tension grille-source (VGS) et le courant de drain (ID), qui déterminent si le dispositif se trouve dans des zones de coupure, linéaire ou de saturation. Il est essentiel de comprendre le point de fonctionnement pour s'assurer que le transistor fonctionne dans les limites de performances prévues et préserve l'intégrité du signal.

Exemple Résolu

Considérons un MOSFET à canal n avec les paramètres suivants : tension de seuil (Vth) = 2 V, paramètre de transconductance (K) = 0,5 mA/V², Tension d'alimentation (VDD) = 5 V. Étape 1 : Déterminez VGS = 3,5 V. Étape 2 : Calculez VDS = 4V. Étape 3 : Utilisez l'équation ID = K (VGS - Vth) ² pour la zone de saturation. Valeurs de branchement : ID = 0,5 * (3,5 - 2) ² = 1,125 mA. Le point de fonctionnement obtenu confirme que le transistor se trouve dans la zone de saturation.

Conseils Pratiques

  • ✓Vérifiez toujours la région de fonctionnement du transistor avant des calculs détaillés
  • ✓Utilisez les fiches techniques du fabricant pour confirmer des valeurs de paramètres précises
  • ✓Tenez compte des effets de la température sur les caractéristiques des transistors
  • ✓Vérifiez le potentiel d'auto-échauffement dans les applications à haute puissance

Erreurs Fréquentes

  • ✗Mauvaise interprétation des régions de fonctionnement des transistors
  • ✗Négliger les variations des coefficients de température
  • ✗Utilisation de paramètres génériques au lieu de caractéristiques spécifiques de l'appareil
  • ✗Oublier les effets de capacité parasites

Foire Aux Questions

Dans la région linéaire, le courant de drain augmente de façon linéaire avec le VDS. Dans la zone de saturation, le courant de drain reste relativement constant malgré les variations du VDS.
Les augmentations de température peuvent abaisser la tension de seuil, augmenter le courant de fuite et modifier les paramètres de transconductance.
Les équations fondamentales sont similaires, mais vous devrez ajuster la polarité opposée des tensions et des courants.

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