MOSFET als spannungsgesteuerter Widerstand

Diese Frage ist vielleicht zu lokalisiert, aber ich versuche es.

Ist es möglich, einen variablen Widerstand unter den im folgenden Schema gezeigten Bedingungen durch einen MOSFET zu ersetzen?

Wenn ja, kann jemand einen MOSFET-Typ oder die erforderlichen MOSFET-Parameter vorschlagen.

schematisch

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

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Eigentlich versuche ich, R2a durch etwas Einfaches zu ersetzen, das ich mit einem Mikrocontroller (DAC) steuern kann.

Ich hacke ein vorhandenes Gerät und kann den Widerstand R1 nicht ersetzen.

resistors mosfet voltage-divider

— sergej
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Sie scheinen eine Lösung vorauszusetzen. Soll der Ausgang den spezifischen Spannungsbereich (0,12 bis 4,00 V) haben oder soll er proportional zur Versorgungsspannung (nominell 12 V) sein? Mit anderen Worten, muss es wirklich wie gezeigt als Spannungsteiler implementiert werden?

— Dave Tweed

Der Ausgang soll proportional zur Versorgungsspannung (10V .. 14 V) sein. Der Widerstand R1 ist bereits implementiert, das kann ich nicht ändern. Ich muss R2 durch etwas einfaches ersetzen, das ich durch einen Mikrocontroller steuern kann.

— Sergej

Pop-up zwei Ebenen und erklären, was Sie wirklich zu erreichen versuchen. Halten Sie sich an das , was Sie erreichen möchten, und nicht daran, wie Sie glauben, dass dies erreicht werden könnte. Durch die Vorstellung einer vorgestellten Lösung wird es schwieriger, das eigentliche Problem zu lösen, zumal wir nicht einmal wissen, was es ist.

— Olin Lathrop

werfen Sie einen Blick auf graffiti.virgin.net/ljmayes.mal/comp/vcr.htm

— JIm Dearden

Wenn Sie ein vorhandenes Gerät hacken, besorgen Sie sich ein digitales 1-kOhm-4-Wege-Potentiometer und verbinden Sie es, um einen digital steuerbaren Widerstand von 0 - 250 Ohm zu erhalten. Sie steuern es mit I2C oder SPI, digital und nicht mit einem DAC. AD5254 oder AD8403 könnten es wahrscheinlich tun.

— Jon Watte

Antworten:

Technisch kann der MOSFET als variabler Widerstand arbeiten, aber es gibt zwei Hauptprobleme:

Im ohmschen Bereich (der in Bezug auf die Ausgangsspannung ziemlich eng ist) ist die Linearität schlecht und hängt auch von der Eingangsspannung ab. Es wird nicht sehr einfach sein, es so abzustimmen, dass es sich wie ein richtiger Widerstand verhält.
Der Ausgangswiderstand der MOSFETs ist normalerweise nicht genau und es ist schwierig, den genauen Wert aus dem Datenblatt zu entnehmen. Sie können es für verschiedene Eingangs- und Ausgangsspannungen messen und eine Tabelle mit den Werten erstellen. Wenn Sie jedoch keine Genauigkeit benötigen, können Sie die Diagramme im Datenblatt verwenden.

Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung eines integrierten Videorecorders .

— Clabacchio
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+1 für die tatsächliche Beantwortung der Frage. Natürlich nicht, dass alle anderen Kommentare ungültig wären.

— Bobbi Bennett

Nach Martin Hartley Jones 'ehrwürdigem Lehrbuch p. 139 können Linearitätsprobleme durch Verwendung von negativer Rückkopplung überwunden werden. Darüber hinaus heißt es in demselben Lehrbuch, dass spannungsgesteuerte FET-Dämpfungsglieder üblicherweise als automatische Verstärkungsregelungsvorrichtungen (Dynamikbereichskomprimierung) zum Beispiel von Dolby verwendet wurden. Hinweis von Siliconix AN105 enthält einige Beispielschaltungen mit JFET-Spannungssteuerungswiderständen: eine Rückkopplungsschaltung und eine Spannungssteuerung der Verstärkung eines Operationsverstärkers, jedoch nicht die fabelhafte Dolby-Schaltung.

— Fizz

Ein anderer Name für den spannungsgesteuerten Widerstand ist der Transkonduktanzverstärker , der eher für einen Operationsverstärker (anstelle eines einzelnen FET) verwendet wird.

— Fizz

Drei Schaltkreise, die einen spannungsgesteuerten Widerstand unter Verwendung eines OTA (Operations-Transkonduktanz-Verstärkers) implementieren , sind im Datenblatt von LM137000 , S. 12-14, angegeben.

— Fizz

Ja, Sergej. Sie haben zu 100% Recht!

Ein MOSFET kann leicht als variabler Widerstand verwendet werden. Sie müssen einige wichtige Parameter berücksichtigen, bevor Sie einen variablen Widerstand verwenden. Hauptsachen sind

$R_{DS(on)}$ des MOSFET Sie gewählt haben.
Das Verhalten des MOSFET im linearen Bereich ist zwar für fast alle MOSFETs ähnlich.

Nun werden wir sehen, wie wir ihn als variablen Widerstand verwenden können, indem wir die folgenden Kennlinien des MOSFET verwenden Drainstrom-Drainspannungs-Charakteristik für gegebene Vgs

$V_{GS}$ $V_{th}$
$V_{DS}$ . In diesem Bereich wirkt der MOSFET als Widerstand mit endlichem Wert.
$R_{DS(on)}$

— Durgaprasad
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Ich denke, es wäre genauer zu sagen, dass der MOSFET im linearen Bereich " wie ein Widerstand wirkt ". Wenn es wirklich wie ein Widerstand wäre, wären diese Spannungs-Strom-Linien gerade Linien, aber Sie können deutlich erkennen, dass dies keine sind. Sie nähern geraden Linien, über einige kleine Fläche, aber zu sagen , sie sind wie ein Widerstand eine über idealification ist.

— Phil Frost

Ja, Phil. Ich stimme Ihnen voll und ganz zu. In meiner Antwort wollte ich nur eine Idee geben, wie der Bereich als Widerstand angesehen werden kann.

— Durgaprasad