Blockiert eine Diode Strom, aber keine Spannung?

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Als ich diese Testschaltung auf CircuitLab laufen ließ und mein erwartetes Ergebnis war, dass nur M1 öffnen würde, aber dann bemerkte ich, dass der M4-Mosfet auch offen ist, obwohl sich eine Diode zwischen ihm und den 3 V befindet, ist die Gate-Schwelle auf beiden auf 1,5 V eingestellt

Ich bemerkte auch einige seltsame Spitzen in der Strömung

Bedeutet das, dass eine Diode Strom, aber keine Spannung blockiert?

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

circuit-analysis

— klingt wie Fiziks
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Nicht ideale Dioden haben einen Leckstrom. Es lädt zusammen mit zufälligem Rauschen die M4-Gate-Kapazität auf.

— Long Pham

Das ist in der Tat die Antwort.

— Janka

Wenn Sie möchten, dass M4 aufgrund des D3-Leckstroms nicht eingeschaltet wird, fügen Sie dem Gate von M4 einen Pulldown-Widerstand hinzu. Wenn sein Widerstand mal der Leckstrom viel niedriger als die M4-Schwellenspannung ist, schaltet sich M4 nicht ein. Es verhindert auch, dass zufälliges Rauschen das Gate des M4 auflädt. So etwas wie 100k sollte in Ordnung sein.

— Lorenzo Donati - Codidact.org

Übrigens, wofür ist diese Schaltung? M4 scheint keinen Zweck zu haben. Haben Sie einfach mit dem Simulator gespielt oder hatten Sie bestimmte Funktionen im Sinn?

— Lorenzo Donati - Codidact.org

@ LorenzoDonati Ja, das Hinzufügen eines 100k-Pulldown-Widerstands ist genau das, was ich letztendlich getan habe. Die Schaltung, die Sie hier sehen, dient nur dazu, zu testen, was mit der ursprünglichen Schaltung schief gelaufen ist. Dabei handelt es sich um eine Schaltung mit 2 Ein / Aus-Schaltern, wobei ein Schalter den M1 und der zweite Schalter sowohl M1 als auch M4 öffnet und die M4-Kennzeichnung anstelle von M2 ist nur ein Ergebnis des Löschens und Hinzufügens von Mosfets.

— Soundslikefiziks

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Abbildung 3 aus dem Datenblatt 1N4148 .

Dioden haben einen sehr kleinen Leckstrom. Bei 3 V liegt dieser Wert zwischen 3,5 und 10 nA.
Der 2N7000 hat einen Gate-Body-Leckstrom, Vorwärts von -10 nA max.
Die Diode hat auch eine Kapazität von ungefähr 4 pF. Wenn die Versorgungsspannung beim Einschalten von Null auf +3 V springt, springt das Gate von M4 aufgrund der Diodenkapazität ebenfalls hoch.

— Transistor
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Der Effekt der Spannung, den Sie in den meisten elektronischen Geräten interessieren, ist der Strom. Wenn ein Gerät Strom blockiert, spielt die Spannung keine Rolle, um elektrostatische Effekte zu vermeiden.

Das Problem in der gezeigten Schaltung besteht darin, dass im Wesentlichen ein ungeschirmtes MOSFET-Gate schwebend bleibt (kein Strompfad zu oder von ihm). Ein schwebendes MOSFET-Gatter ist fast immer ein Entwurfsfehler, der zu undefiniertem Verhalten führt.

— Rackandboneman
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Sprechen Sie über M1 und M4 oder nur über M4? Und was wäre die Lösung? Pulldown-Widerstand hinzufügen?

— Eran

M4, wenn wir annehmen, dass der "+ 3v" -Punkt niemals selbst schwebend bleibt.

— Rackandboneman

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Die Idee, Spannung zu blockieren, ist ein Unsinn. Sie müssen das Problem in Bezug auf "Widerstand" und Spannungsteiler denken (ich zitiere "Widerstand", weil es nicht reaktiv ist, aber stark nicht linear). Da der Transistor ein MOSFET ist, hat sein Gate einen viel höheren Widerstand als der Widerstand, den die umgekehrte Diode (aufgrund des Leckstroms) bietet, und der aus der Diode D3 und dem Gate des M4 hergestellte Teiler überträgt fast die gesamte Spannung an das Gate.

Die Lösung ist also einfach: Legen Sie einfach einen hochwertigen Widerstand zwischen das Gate des M4 und die Gehäusemasse.

— Camion
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Der Widerstand gegen Erde ist also grundsätzlich parallel zum Gate-Widerstand? Das ist die Idee?

— Eran

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Ja, um den niedrigen Widerstand des Spannungsteilers (dh des Chassis-Bodens) zu verringern, der ansonsten hoch über 10⁶ Ohm liegt (was der Grund ist, warum diese Komponenten gegenüber elektrostatischen Entladungen empfindlich sind).

— Camion

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Schauen wir uns an, was "es gibt eine Spannung" eigentlich bedeutet:

$U$ $R<\infty$ $U=RI$ $U$

$R=\infty$ $R=0$

— Trish
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