二极管可以阻断电流但不阻断电压吗?

电器工程 电路分析
2022-01-17 21:46:29

在 CircuitLab 上运行此测试电路时,我的预期结果是只有 M1 会打开,但后来我注意到 M4 MOSFET 也打开了,即使它和 3V 之间有一个二极管,两者的栅极阈值都设置为 1.5v

我还注意到电流上出现了一些奇怪的尖峰

这是否意味着二极管阻止电流但不阻止电压?

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

4个回答

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图 3 来自1N4148数据表。

  • 二极管的漏电流非常小。在 3 V 时,这将介于 3.5 和 10 nA 之间。
  • 2N7000的体漏电流,正向最大 -10 nA。
  • 该二极管还具有大约 4 pF 的电容。当电源电压在上电时从零跃升至 +3 V 时,二极管电容将导致 M4 的栅极也跃升。

在大多数电子产品中,您关心的电压效应是电流。当设备阻断电流时,它使电压无关紧要,节省静电效应。

所示电路中的问题是它实质上使未屏蔽的 MOSFET 栅极浮动(没有电流路径进出它)。浮动 MOSFET 栅极几乎总是设计错误,导致不确定的行为。

阻断电压的想法是无稽之谈。您需要从“电阻”和分压器的角度来考虑问题(我在“电阻”周围加上引号,因为它不是反应性的,但它是严重非线性的)。由于晶体管是 MOSFET,它的栅极电阻比反向二极管提供的电阻高得多(由于漏电流),并且由二极管 D3 和 M4 栅极制成的分压器几乎将所有电压传输到栅极。

所以解决方案很简单:只需在 M4 的栅极和机箱接地之间放置一个高阻值电阻即可。

让我们看看“有电压”的实际含义:

电路两点之间存在电压意味着我们用该值测量电势差U. 所以,如果在这些点之间有一条导电路径R<会有电流流过U=RI. 存在电位差 (U) 并不意味着任何电子都可以从 A 到 B,但一个点会接受另一个点的“剩余”。

理论上,二极管是R=以一种方式和R=0在另一个。然而,这些近似值在现实中并不正确。这会导致小电流“反向”流过二极管。