Quería saber cuáles son los factores que afectan a la impedancia de entrada de un dispositivo, principalmente en un MOSFET, ¿cómo un mejor aislamiento entre la puerta (que resulta en una menor corriente de fuga) resulta en una mayor impedancia de entrada?
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Impedancia simplificada:
Wikipedia dice sobre la impedancia
La impedancia extiende el concepto de resistencia a los circuitos de corriente alterna [...]
Por lo tanto, funciona de forma muy parecida a la resistencia habitual: Denota la relación entre la tensión U y la corriente I a través de una parte de un circuito eléctrico. Al igual que la resistencia, la impedancia es la medida de las fuerzas " impedir el flujo de corriente "; una impedancia mayor provoca un menor flujo de corriente para una tensión dada, etc. (Pero a diferencia de la simple resistencia, el valor de la impedancia puede variar con la frecuencia y la amplitud).
Fuente o salida La impedancia mide la capacidad (o más correctamente: la incapacidad) de una tensión fuente (o salida) para mantener su tensión cuando la corriente es dibujado de la fuente. Se puede imaginar como una resistencia en serie con la fuente. En los circuitos reales fuente ya que significa que la fuente puede suministrar más potencia (corriente), lo que puede producir señales más robustas, entre otras cosas.
Del mismo modo, entrada La impedancia describe la cantidad de corriente que debe absorber la entrada de una fuente de tensión para alcanzar/mantener una tensión determinada. Mayor entrada ya que significa que la entrada necesita/consume menos potencia (corriente).
Así, una salida de alta impedancia normalmente no funcionan demasiado bien con una entrada de baja impedancia; todas las demás combinaciones deberían funcionar.
Dicho de otra manera: La impedancia de una salida o entrada puede imaginarse como una resistencia del mismo valor en serie con la señal y, por tanto, determina los límites de la entrada o salida: Una salida, por ejemplo, de 5V con una impedancia de 1000 Ohm no entregará bajo ninguna circunstancia más de 5V/1000Ohm = 5mA de corriente, y una entrada conectada debería consumir bastante menos que esos 5mA para una buena transferencia de señal.
Del mismo modo, una entrada de 1000 Ohm de impedancia nunca consumirá más de 5mA cuando se alimente con una tensión de 5V, y una salida conectada debería proporcionar bastante más que esos 5mA para señales estables.
El factor principal de la impedancia de entrada de puerta de un MOSFET es la capacidad de la puerta, que necesita cargarse o descargarse al conmutar. Cuanto mayor es la capacidad de la puerta, más corriente se necesita para cargarla/descargarla rápidamente; esto equivale a una impedancia de entrada menor.
El aislamiento de los MOSFET comunes puede aumentarse haciendo más gruesa la capa aislante. Dependiendo de los materiales, esto puede significar que disminuya la capacidad del condensador (imaginario) de puerta y sustrato, lo que aumenta la impedancia de entrada. - Posiblemente a costa de una tensión umbral V th .
En estado estacionario, la corriente de fuga es el principal componente que determina la impedancia; como has dicho: un mejor aislamiento significa una mayor resistencia (y menos fugas) y esto equivale a una mayor impedancia de entrada. - Aunque la corriente de fuga es minúscula y puede despreciarse, sobre todo si se compara con la corriente que se suele utilizar para cargar/descargar la puerta. (Ejemplo: La corriente de fuga puede ser del orden de 100nA @ 10V GS lo que equivale a una resistencia de 100MOhm, es decir mega Ohm.)
