Simulación del arranque del canal N de alta velocidad en LTspice

Question

Estoy trabajando en la comprensión de bootstrapping, así que he copiado el esquema utilizado en este tutorial de YouTube en LTspice. Sin embargo, mi simulación no parece dar los resultados que yo esperaría de un circuito correctamente bootstrapped. Mientras que la tensión puerta-fuente parece estar cambiando correctamente entre cero y (aproximadamente) doce voltios, la carga no tiene doce voltios a través de él, que es un poco el punto, como yo lo entiendo ...

Me di cuenta de que el creador del contenido dijo repetidamente en los comentarios que este circuito no está diseñado para la conmutación de alta frecuencia, así que hice que el interruptor conmutara con muy poca frecuencia (una vez por segundo), pero esto no pareció solucionar el problema. También añadí una capacitancia puerta-fuente para modelar la capacitancia interna del transistor y me aseguré de que el tapón de arranque fuera diez veces este valor de acuerdo con las reglas empíricas, pero esto no ayudó.

En este punto, no puedo decir si el problema es mi implementación del esquema o mis parámetros de simulación (.tran 4). ¿Alguien tiene alguna idea?

Answer 1

Lo principal que observo al mirar tu esquema LTspice es que ninguno de los semiconductores (MOSFET, BJT y diodo) tiene definido un número de pieza específico. Lo que esto hace es forzar al motor SPICE a utilizar todos los parámetros por defecto para estos dispositivos. Para un BJT y un diodo de uso genérico, no suele ser un gran problema. Sin embargo, con el MOSFET hay un gran problema. Los modelos de MOSFET por defecto son para modelar MOSFET de circuitos integrados (es decir, "monolíticos"). En primer lugar, no son adecuados para modelar FET VDMOS discretos, ya que tienen una estructura completamente diferente. En segundo lugar, su valor por defecto para el Vto (voltaje umbral de polarización cero) está ajustado a cero, que es probablemente de donde provienen sus problemas específicos.

Para solucionarlo, haga clic con el botón derecho del ratón en el símbolo del NMOS y, a continuación, haga clic en el botón Pick New MOSFET botón. Aparece una lista de piezas. Ya que el video que enlazaste muestra un IRF1405 metido en la protoboard, vamos a intentar encontrarlo. Haz clic en el botón Part No. como se muestra para ordenar por número de pieza.

A continuación, podemos desplazarnos para encontrar el IRF1405 ordenado alfabéticamente. Podemos hacer doble clic en la línea del IRF1405, o hacer un solo clic y pulsar la tecla OK para seleccionarlo.

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Una buena regla general es evitar siempre los modelos de semiconductores por defecto, no sólo los MOSFET. Para ello, seleccione siempre un número de pieza, aunque sólo necesite algo genérico para empezar a trabajar. Utilizar piezas con parámetros no predeterminados puede ayudar a evitar problemas de convergencia y también a modelar efectos más reales. Siempre que hago una simulación utilizando semiconductores discretos que tienen un propósito no especializado, suelo seleccionar el siguiente modelo LTspice incorporado para cada tipo de dispositivo:

Silicon PN Diode -> 1N4148
Schottky Diode   -> BAT54
2.0V-ish LED     -> QTLP690C
3.5V-ish LED     -> NSCW100
NPN BJT          -> 2N3904
PNP BJT          -> 2N3906
N-chan JFET      -> 2N3819
P-chan JFET      -> 2N5460
N-chan VDMOS FET -> 2N7002
P-chan VDMOS FET -> BSS84

Por lo tanto, yo también cambiaría tu transistor NPN por 2N3904 y tu diodo de silicio por 1N4148.