¿Modo de bajo consumo para encender un MOSFET con una señal de entrada de ~100mV?

Question

¿Existe una técnica de bajo consumo (un solo dígito de uA's de quiescencia) para encender un MOSFET cuando una señal de entrada se eleva por encima de ~100mV (demasiado bajo para el accionamiento directo de la puerta)?

Puede comprar circuitos integrados como el MCP6548 que logran esto funcionalmente, pero estoy buscando hacerlo con discreción.

Estoy pensando que podría haber una manera de polarizar la puerta de un MOSFET para que los 100mV caigan justo en la región de transición, y desencadenar un bucle de retroalimentación positiva para lanzarlo a la región activa completa, pero no puedo averiguar cómo hacerlo.

Answer 1

Considere este circuito

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Puedes bajar los +9 voltios a +6v o quizás a +4 o +3v.

El giro del colector Q11, de un sentido a otro completamente, puede establecer el retardo de propagación.

El espacio libre en Q2 y Q3 es marginal; es posible que necesites el triple de Darlingtons para crear más espacio libre, para conducir las cargas de diodos NPN.

Answer 2

Aquí hay una solución interesante que encontré que utiliza un optoacoplador como fuente de corriente constante para aumentar la señal de entrada hasta el voltaje de umbral de la puerta...

https://www.electronicdesign.com/power/simple-circuit-overcomes-mosfet-gate-threshold-voltage-challenge

Aunque esto es inteligente, no es de bajo consumo ya que el LED del optoacoplador está siempre encendido. Tampoco es óptimo, ya que hay que ajustar manualmente el booster, por lo que no se ajusta automáticamente a los cambios de temperatura.

Tiene que haber una forma de potenciar esa señal de entrada que utilice la retroalimentación para ajustarse automáticamente a la parte inferior de la región lineal del MOSFET.

Answer 3

No, no hay manera de hacer lo que usted piensa. En efecto, puedes polarizar la entrada, pero el gm (cambio en la corriente de drenaje / cambio en el voltaje de la puerta) es tan bajo que la conmutación no se produce, sólo un pequeño cambio en la corriente de encendido a un poco más de encendido. Luego con un fet, el voltaje donde esto ocurre varía enormemente de fet a fet.

Con un bipolar funciona un poco mejor, pero aún así la gm es muy baja, por lo que se necesitan múltiples transistores. Al tratar de hacer el umbral más cerca de 0, y más lejos de 0,5V, se vuelven más sensibles a la tensión de alimentación y la temperatura, etc.

Este circuito te da tus 100mV a 2.5uA, y es un disparador schmitt de conmutación dura. En teoría. Es más bien un circuito útil para un nivel de 300-400mV.

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Dicho esto, esto sólo funciona con los 100mV...

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