MOSFET como resistencia controlada por voltaje

Esta pregunta puede estar demasiado localizada, pero lo intento.

¿Es posible reemplazar una resistencia variable por un MOSFET, en las condiciones que se muestran en el siguiente esquema?

En caso afirmativo, ¿alguien puede proponer un tipo MOSFET o los parámetros MOSFET requeridos?

esquemático

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

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Lo que realmente estoy tratando de lograr es reemplazar R2a por algo simple que pueda controlar con un microcontrolador (DAC).

Estoy pirateando un dispositivo existente y no puedo reemplazar la resistencia R1.

resistors mosfet voltage-divider

— sergej
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Parece que presupone una solución. ¿Se supone que la salida es el rango de voltaje específico (0,12 a 4,00 V) o se supone que es proporcional al voltaje de suministro (nominalmente 12 V)? En otras palabras, ¿realmente necesita implementarse como un divisor de voltaje como se muestra?

— Dave Tweed

Se supone que la salida es proporcional a la tensión de alimentación (10 V ... 14 V). La resistencia R1 ya está implementada, no puedo cambiar eso. Necesito reemplazar R2 por algo simple, que pueda controlar con un microcontrolador.

— sergej

Abre dos niveles y explica lo que realmente estás tratando de lograr. Apégate a lo que quieres lograr, no a cómo crees que se podría lograr. Al presentar una solución imaginada, hace que llegar al problema real sea más difícil, especialmente porque ni siquiera sabemos qué es.

— Olin Lathrop

eche un vistazo a graffiti.virgin.net/ljmayes.mal/comp/vcr.htm

— JIm Dearden

Si está pirateando un dispositivo existente, obtenga un potenciómetro digital de 4 vías de 1 kOhm y agrúpelo para obtener una resistencia digitalmente controlable de 0 a 250 ohmios. Lo controla con I2C o SPI, digitalmente, en lugar de con un DAC. AD5254 o AD8403 probablemente podrían hacerlo.

— Jon Watte

Respuestas:

Técnicamente, el MOSFET puede funcionar como una resistencia variable, pero hay dos problemas principales:

En la región óhmica (que es bastante estrecha, en términos de voltaje de salida) la linealidad es pobre y también depende del voltaje de entrada. No será muy fácil ajustarlo para que se comporte como una resistencia adecuada.
La resistencia de salida de MOSFET generalmente no es un valor exacto, y será difícil obtener el valor exacto de la hoja de datos. Lo que puede hacer es medirlo para varios voltajes de entrada y salida, y crear una tabla con los valores. Pero si no necesita que sea precisa, puede usar los gráficos en la hoja de datos.

Otra opción puede ser usar una videograbadora integrada .

— clabacchio
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+1 por responder realmente la pregunta. No es que todos los otros comentarios no sean válidos, por supuesto.

— Bobbi Bennett

Según el venerable libro de texto de Martin Hartley Jones, p. 139 , los problemas de linealidad pueden superarse mediante la retroalimentación negativa. Además, el mismo libro de texto dice que los atenuadores controlados por voltaje FET se usaban comúnmente como dispositivos de control automático de ganancia (compresión de rango dinámico), por ejemplo, por Dolby. La nota AN105 de Siliconix tiene algunos ejemplos de circuitos con resistencias de control de voltaje JFET: un circuito de retroalimentación y control de voltaje de la ganancia de un amplificador operacional, pero no el legendario circuito Dolby.

— Fizz

Además, otro nombre para la resistencia controlada por voltaje es amplificador de transconductancia , que es más probable que se use para referirse a un amplificador operacional (en lugar de un solo FET).

— Fizz

En la hoja de datos de LM137000 , págs. 12-14, se proporcionan tres circuitos que implementan una resistencia controlada por voltaje usando un OTA (amplificador de transconductancia operacional) .

— Fizz

Si Sergej ¡Tienes 100% de razón!

Un MOSFET puede usarse fácilmente como una resistencia variable. Debe considerar algunos parámetros importantes antes de usarlo como una resistencia variable. Las cosas principales son

$R_{DS(on)}$
El comportamiento del MOSFET en la región lineal, aunque es similar para casi todos los MOSFET.

Ahora veremos cómo podemos usarlo como una resistencia variable haciendo uso de las siguientes curvas características de MOSFET Características de la corriente de drenaje frente a la tensión de drenaje para Vgs dados

$V_{GS}$ $V_{th}$
$V_{DS}$
$R_{DS(on)}$

— Durgaprasad
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Creo que sería más exacto decir en la región lineal que el MOSFET "actúa como una resistencia". Si realmente fuera como una resistencia, esas líneas de voltaje-corriente serían líneas rectas, pero se puede ver claramente que no lo son. Se aproximan a líneas rectas, sobre un área pequeña, pero decir que son como una resistencia es una idealización excesiva.

— Phil Frost

Sí, Phil. Estoy completamente de acuerdo con usted. En mi respuesta, solo quería dar una idea de cómo su rango puede verse como una resistencia.

— Durgaprasad