MOSFET回路の求め方

質問

トランジスタ技術　1999年3月より
MOSFETのゲートしきい値電圧の測定回路において

MOSFET：2SK2614
RL：500Ω
RG：100Ω
VDD：15V
VGG：可変

まず電源電圧を15Vとします。
次にVGSの測定条件VDS＝10V、ID＝1ｍAからRLを求めると500Ωとなります。
発振防止用のゲート抵抗100Ωを挿入してVGGを可変し電流計の値が1ｍAになったときのゲート・ソース間電圧を読み取ります。

上記の内容でなのですが、
まず電源電圧を15Vとします。
これの意味がわかりません。なぜ15Vを選択した理由がわからないのです。
次にVGSの測定条件VDS＝10V、ID＝1ｍAからRLを求めると500Ωとなります。
これも、どういった公式から求めたのががわかりません。
発振防止用ののゲート抵抗を100Ωとした理由もわかりません。

いろいろ書いてみましたが、全部わかりません。
書物やネットで調べてみたのですが、求め方やその公式などが省略または載っていなくどうしても理解できませんでした。

初心者の為どういったこと書けば良いかわからなかったので、回答していただく上で必要な情報やお答えを書いていただければと思います。

どうぞよろしくお願いします。

回答No.2

walkingdic · ベストアンサー

要するにＭＯＳＦＥＴが、

ＩＤ＝１ｍＡ

となる場合のＶｇｓを求めようという話ですね。その中で測定条件として、ＶＤＳ＝１０Ｖであることですね。

＞なぜ15Vを選択した理由がわからないのです。
ＶＤＳ＝１０Ｖの条件で測定しますので、最低で１０Ｖ以上の電源を使う必要があります。ここまではいいですね。
でなぜ１０Ｖを使わないのかといえば、単純にいうと通常１０Ｖの電源は特殊だからです。一般に電源の電圧で一番多いのは、５Ｖ，１２Ｖ，１５Ｖ，２４Ｖです。
これらは容易入手です。２４Ｖはさすがに無駄に大きすぎるので１２Ｖか１５Ｖを使うわけですが、どちらを選ぶからは自由です。
今回はたまたま１５Ｖを使ったというだけか、ほかの試験などで１５Ｖまで欲しい理由があったかもしれません。

＞次にVGSの測定条件VDS＝10V、ID＝1ｍAからRLを求めると500Ωとなります。
＞これも、どういった公式から求めたのががわかりません。
多分ＲＬは５ＫΩの間違いではないかと思いますが、、、、まあ説明しましょう。

ＲＬはドレインにつないでいますよね。つまり電源＋１５Ｖからこの抵抗、そしてＦＥＴのドレイン－ソース－グラウンドですね。
（そのトラ技は持っていないので推測ですが）

で、オームの法則では、ＲＬの両端の電圧は、流れる電流がＩＤならば、ＩＤ×ＲＬです。ＶＤＳ＝１０Ｖなので、抵抗にかかるべき電圧は電源電圧１５Ｖ－１０Ｖ＝５Ｖだから、ＩＤ＝１ｍＡのときに５Ｖとなるには、ＲＬ＝５Ｖ／１ｍＡ＝５０００Ωとなります。
トラ技で５００Ωと書いてあるのはその数字が間違いなのか、あるいは先に書いた回路構成の推測が間違っているかのどちらかですね。

＞発振防止用ののゲート抵抗を100Ωとした理由もわかりません。
ＦＥＴは発振しやすいのでその対策ですね。
発振しないようにするには応答速度を下げればよいのです。
ＦＥＴのゲートには寄生容量Ｃが数百から数千ｐＦあります。仮に１０００ｐＦとしましょう。応答速度、つまり時定数はＣ×Ｒなので、Ｒが１００Ωならば、

１０００ｐＦ×１００Ω＝０．１μｓｅｃ

となります。周波数にして１０ＭＨｚですね。この程度まで応答速度（周波数）を下げれば発振の危険はだいぶ下がります。このあたりは経験値です。まあ配線関係そのほかの寄生容量などを色々検討すれば、発振するかどうか理屈で求めることもできますけど。

で、もちろんこれより抵抗値は大きくしてもよいのですけど、あまり大きくする必要はないのでこの程度にしているのでしょう。

お礼

とてもわかりやすい回答ありがとうございます。

今まで専門に特化した方に教えていただくことがいくらかあったのですが、ほとんどの基礎を知っていることを前提にに話をしてくださっていたようで自分には理解ができていなかったことが多かったみたいです。なので、初心者の私にも分かり易くてとても助かりました。

＞トラ技で５００Ωと書いてあるのはその数字が間違いなのか、あるいは先に書いた回路構成の推測が間違っているかのどちらかですね。
詳しくない私が言うのも何なんですけれども、walkingdicさんが推測していただいた回路構成はほぼ完璧なぐらいに合っていると思われます。
トラ技も間違いがあると聞くことがあるので、たぶんトラ技の間違いかと思います。

最初に回答いただいた方も言っておりましたが、数少ない情報から推測していただき、尚且つ分かり易い説明をありがとうございました。
今年一年回路の勉強に取り組んでいく予定で、何度か書き込むことがあると思いますが、また教えていただけると幸いです。

久しぶりに分かり易い回答をいただくことができつい嬉しくなって余計なことで文が埋まってしまいましたが。。。

本当に回答ありがとうございました。

回答No.1

noname#65902

> 回答していただく上で必要な情報

回路が不明では何とも。
雑誌名と号数だけ示されても
持っていなければアウトだし
持っていても探してまで、ということなら
二の足を踏む方も多いのでは。

お礼

回路図がやはり一番重要となるみたいですね。
次にまたこのようなことがある場合はわかるようにしたいと思います。

回答ありがとうございます。