FETのバイアスの特徴ってなんかありますか?

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A 回答 (2件)

FETには何種類かあります。

宿題か何かでしょうか?

では簡単に概論を説明しますので詳細はご自分で調べてください。

FETにはジャンクション型とMOS型があります。
また、ご質問のバイアスの特徴として、エンハンス型とデプレッション型があります。
ヒントとしてはバイアスをマイナスにした領域で使用する物、バイアスをプラスにした段階ではじめてドレイン電流が流れる物、それとエンハンスメント型とデプレッション型を組み合わせた物の3種類です。

ヒントになりましたか?
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もう少し具体的にお願いします!ただ単にバイアスの特徴と問われましても非常に回答に困ってしまいます。

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QJ-FETとMOS-FETの違い

J-FETとMOS-FETの違いって何でしょうか?

同じ点なら見つかるのに違いが分かりません。
どなたか 教えてください。

Aベストアンサー

薄い皮膜=酸化膜のことです。

それから、ディプレッション、エンハンスメントの違いは
別の理由で生じます。
MOS-FETに於いて、ドレイン-ソース間に
もうひとつNチャネルを用意するとディプレッション
これをやらないとエンハンスメントになります。

また、接合型では普通はディプレッション特性となりますが
V-FETではエンハンメントの物がありました
(今はV型接合-FET自体が無い)

スイッチングはエンハンスメントのほうが都合が良く、
信号増幅(特に高周波)ではディプレッションの方が都合がよいので
こうしています。
ただし、D級、E級増幅に使われるパワーFETはエンハンスメントです。
動作がスイッチングなので。

Q固定バイアス回路と自己バイアス回路について

固定バイアス回路については安定度が悪いという特徴が記載されているのですが、なぜ悪いのでしょうか。悪いという説明はどのようにしてすればよいのでしょうか。
また、自己バイアス回路について出力信号の位相が入力信号から180°反転するとの記載があるのですが、なぜ(どのようにして)反転するのでしょうか。また、この反転は自己バイアス回路だけでなく、固定バイアス回路でも同様に反転するのでしょか。

Aベストアンサー

トランジスタの増幅回路での質問として回答します。

トランジスタなど増幅素子は温度係数があり、環境や自己発熱で温度が変化します。
この変化で動作点や増幅度が変化するのを前提とします。

1.単純な固定バイアス回路に対して、自己バイアス回路は負帰還が掛かり動作点が補正されます。--よって固定バイアス回路は安定度が悪いとされています。・・・・

2.だだし、自己バイアス回路は安定度に対して十分ではなく、回路の応用性に制限が伴い固定バイアス回路に下記の処置で安定度と応用性を拡大しています。

2.1エミッタとグランド間に抵抗入れて、自己バイアス回路を形成し負帰還を掛けています。---こちらが一般的で固定バイアス回路と組み合わせます。

2.2コレクタとべース間にバイアス用抵抗を入れる負帰還は動作範囲が狭いので応用性が低いです。

3.入力信号から180°反転するとのは、トランジスタなど増幅素子の常で自己バイアス回路だけでなく、固定バイアス回路でも同様に反転します。

3.1入力信号の電流変化がコレクター電流の変化になりますので、出力電圧は電圧降下変化なので入力信号から180°反転となります。

トランジスタの増幅回路での質問として回答します。

トランジスタなど増幅素子は温度係数があり、環境や自己発熱で温度が変化します。
この変化で動作点や増幅度が変化するのを前提とします。

1.単純な固定バイアス回路に対して、自己バイアス回路は負帰還が掛かり動作点が補正されます。--よって固定バイアス回路は安定度が悪いとされています。・・・・

2.だだし、自己バイアス回路は安定度に対して十分ではなく、回路の応用性に制限が伴い固定バイアス回路に下記の処置で安定度と応用性を拡大...続きを読む

Q電動ガンのFETの発熱について

中華製の電動ガンを購入、自分で調整しています。
どうせならと思い、電動ガンをはじめてFET化をしました。
ですが、FET化をしたものの、バッテリー、FETの発熱が激しいため質問しました。

バッテリーはミニバッテリー(8.4V 1600mAh)を使ってます。
FETは発熱するものの、すぐに冷めてくれます(許容範囲内だから?)
配線ははんだ付けで通しています。

そこで本題ですが、FETの多少の発熱は普通なんでしょうか?
また、FETに釣られてバッテリーも発熱することはあるのでしょうか?

お願いします。

Aベストアンサー

回路図も無いので難しい質問ですが、状況から判断するとあきらかにおかしいですね。
機械接点や配線のロスをなくすためにFET化しているのに、そのFETから熱が出ている、
つまり電力が熱としてロスしているわけですね。本末転倒です。
バッテリーが発熱する原因は充電以外ですと過剰な消費電流しかありません。
ショートに近い状態になっているのではないかと思います。
回路を良く見直してみましょう。

QMOS-FET?絶縁ゲート形FET?

MOS-FET=絶縁ゲート形FETと思っていいのでしょうか?

Aベストアンサー

こんばんは。
半導体関係の技術開発経験者です。

MOSは、Metal-Oxide-Semiconductor の略であることはご存知かと思います。
しかしながら、LSIのFETは、ゲートはメタルではなくシリコンです。
(シリコンとメタルの2層になっている場合が多いですが、絶縁膜に接するのはあくまでもシリコンです。)
それでも、MOSFETと呼ぶ習慣が根付いています。

また、絶縁体がOxide(SiO2)でない場合もあります。
ですから、MOSFETと書かずにMISFETと書く人もいます。
(I = Insulator )


というわけで、「MISFET」も含め、ケースバイケースで使い分けてください。
多くの場合、
MOSFET = 絶縁ゲート形FET
としてよいと思います。


以上、ご参考になりましたら。

Q接合型FETについて

接合型FETについて

なぜ、MOSFETでは、分圧するのに、接合型FETは分圧しないのでしょうか?

Aベストアンサー

ANo.1,2 です。
>なぜ順方向に電圧をかけたらいけないんでしょうか?
接合型FETの場合、正のVgsを印可するとゲート電流が流れて素子を破壊してしまうのです。
接合型FETは構造的にデプレッション型となり、ゲートに電流を流さない逆バイアスで使用する素子なのです。

FETを理解しよう。 J-FET <図2-2> 参照
http://www.cqpub.co.jp/toragi/TRBN/trsample/2003/tr0304/0304sp2.pdf
 

Qバイアスって何ですか?

電気回路を勉強していると、よくバイアス回路などと出てきますが、
そもそもバイアスってどういう意味なのですか?

Aベストアンサー

バイアス:bias(英) 一般用語では「偏見」、統計学では「偏り」等があります。

電子回路では、「非線形の特性を持つ素子を、直線領域で使用するための「動作点設定」のこと」を
言います。

例えばトランジスタのIB/IC特性を考えてみてください。
横軸にIB(mA)、縦軸にIC(mA)をプロットします。
IBの小さいところでは、ICはあまり大きくなく、ある程度IBが大きくなったところから、直線関係に
入って行きます。

この素子に信号を入れたときのことを考えます。
(具体的にはIBを変化させる→交流信号で振る)
動作基点が、もしIB=0mA付近にあるとすると、入力信号の正の半サイクルではICが大きく流れますが、
負の半サイクルではICはほとんど流れません。(→歪みの大きい出力)

IBをある程度流し、動作基点を直線部のほぼ中央付近に持ってきますと、正負ともに直線性の良い
出力が得られます。
このように「動作基点を直線性の良い領域に設定すること」を「バイアスをかける」と言います。

これは、トランジスタ、真空管に限らず、また能動素子、受動素子の区別なく、非直線特性を持つ素子を
扱うときに必要な操作です。

なお、A1~3のご説明も、すべて誤りではありませんのでご参考にしてください。

バイアス:bias(英) 一般用語では「偏見」、統計学では「偏り」等があります。

電子回路では、「非線形の特性を持つ素子を、直線領域で使用するための「動作点設定」のこと」を
言います。

例えばトランジスタのIB/IC特性を考えてみてください。
横軸にIB(mA)、縦軸にIC(mA)をプロットします。
IBの小さいところでは、ICはあまり大きくなく、ある程度IBが大きくなったところから、直線関係に
入って行きます。

この素子に信号を入れたときのことを考えます。
(具体的にはIBを変化させる→交流信...続きを読む

QステッピングモーターのFET

下記URLの真ん中あたりにFETの追加とありますが、どのような理由でFETを追加したのか、なぜFETしかだめなのか、FETがないとどうなるか調べてもいまいち納得がいきません。


どなたかわかる方、ご教授よろしくおねがいします。また、わかりやすい資料があれば教えてください。

下記URL
http://homepage3.nifty.com/mitt/pic/pic5_19.html

Aベストアンサー

Q/どのような理由でFETを追加したのか
A/特にないはずです。

本当の理由はWEBの作成者に聞くべきでしょうが、推察は可能です。

まず、WEB上の’FETを追加’の部分ですが、おっしゃるとおり、スイッチで制御している限りにおいては、
FETは必要ではないです。スイッチで直接制御でも結果は変わらないです。
ここだけ取り出した回答であれば、理由は特にない、という回答になります。

一方、WEB上、次の項目を見れば、’PICで制御’とあります。
PICからはモーターをドライブできるような電力は制御できませんから、
FETは必須です。(ほかの素子でも無論可能ですが、確かにこういったFETを使えば
簡単です)
したがって、ここまでWEBを見た上で回答するなら、次の項目でPICで制御することが頭にあったから、
本来不要であるんだけれどもここ(FETの追加)のところで先に追加してしまった、ということであろうと
推察できます。

Q窪田式FET定電圧電源にお詳しい方いらっしゃいますか?

窪田式FET定電圧電源にお詳しい方いらっしゃいますか?
外付けCD-Rドライブ用に5V,12V各3Aで作ったのですが、電圧降下がひどいのです。
電流は余裕を見て3AとしたのでトランスはAC5Aのものを使い、
ブリッジダイオードも10~20Aクラスのを使っています。
定電圧回路は窪田式オリジナルのままで定数だけ変更し、
制御FETは適当にカタログから選んでK849(60V40A)とし、
補正用トランジスタは1775AEを使って1.5mAで動作させています。
今回はかつて作ったり壊したりしたアンプの残骸で、10数年パーツ箱の中で眠っていたケミコンを多用した為、
本格運用の前に活を入れておくべきと考え、まず無負荷で所定の電圧に調整した後、負荷1Aで動作させてみたのですが、
12Vが1.2V、5Vが2Vの電圧降下で愕然としてしまいました。
とりあえず一昼夜運転して一日放置してからスイッチを入れるとかなり改善されているので、
これは古いケミコンの漏れ電流が作用したことではないか、
とりわけ基準電圧のZDに抱かせたノイズ吸収用のCに電流が流れてZDの電圧が定格に達していないためではないかと考え、
ほとんどのケミコンを新品と交換すると、かなり改善されたのですが、いまひとつというところで、
1A負荷で12Vが11.72V、5Vが4.36Vという結果です。
仮に負荷を2Aとしてみたところ、それぞれ11V、4Vとなってやはりこれは使えないな、と。
最初から気になっていたのはFETのON抵抗ということだったのですが、
調べてみると2SK849は38mΩと十分低く、問題はなさそうです。
ただ5Vの方はZD(05Z3.9)の電圧が3Vしかでておらず、これは849のカットオフ電圧のmax値ぎりぎりのところなのが気になるところで、ダイオードの固体差としても低すぎると思うのですが、別の同品番と取り替えて結果を見ようと思います。
にわか勉強ではゲート電圧の設定次第でON抵抗はかわるのですね。
12Vの方は05Z5.1を使っていて、これはカットオフ電圧は十分クリアーしているので、
ON抵抗が全体の問題ではないのは明らかです。
窪田氏の著書を読みかえしてみますと、この電源は負荷が0~150mAで電圧の変動がゼロだと自慢しておられますが、
氏の設計は2Aという電流を想定されておらず、どこかで原理的に無理があるのか、
あるいは窪田式電源というのはこの程度の安定度なのか、
電子回路をきちっと勉強していない私にはわかりません。
どなたかアドヴァイスをお願いいたします。

窪田式FET定電圧電源にお詳しい方いらっしゃいますか?
外付けCD-Rドライブ用に5V,12V各3Aで作ったのですが、電圧降下がひどいのです。
電流は余裕を見て3AとしたのでトランスはAC5Aのものを使い、
ブリッジダイオードも10~20Aクラスのを使っています。
定電圧回路は窪田式オリジナルのままで定数だけ変更し、
制御FETは適当にカタログから選んでK849(60V40A)とし、
補正用トランジスタは1775AEを使って1.5mAで動作させています。
今回はかつて作ったり壊したりしたアンプの残骸で、10数年パーツ箱の中で眠...続きを読む

Aベストアンサー

こんばんわ。

 これまでの質問と回答のやり取りからほぼ重要な部分の回路がはっきりしてきましたので、こちらで回路図をまとめてみました。
 その結果、明らかになってきたことを下記にまとめました。

1)12V電源
  回路図中の定電流ダイオードD3(E152)の定電流動作に最低限必要な電圧(肩電圧Vk)はカタログ
 データ(添付のURLにあるpdfファイルに載ってます。)より2V以上必要です。質問者はこの電圧
 を0.8Vと書いてましたが、2V以上必要です。

2) 12V電源のダイオード整流後の必要最小限のDC電圧VDCminはQ3(K849)のゲートピンンチオフ電圧をVGSoff、D3(E152)の肩電圧をVk、抵抗R4に発生する電圧効果量をVR4としますと、

  VDCmin = 12V + VGSoff + Vk + VR4 =12V + 2V + 2V + 1.5V 
      = 17.5V
になります。この電圧以上出せるトランスを選択する必要があります。

3) 5V電源
  こちらも同様に、ダイオード整流後の必要最小限のDC電圧VDCminは

  VDCmin = 5V + VGSoff + Vk + VR4 =5V + 2V + 2V + 1.5V 
      = 10.5V
 を出せるトランスが必要になります。

4) 5V電源のツェナーのバイアス用定電流ダイオードD8(E452)

  D8(E452)のVkは3.9VですのでD8のアノード側を5Vにしてカソード側を3.9Vにしようとすると
 D8には差し引き1.1Vしか残りません。必要な3.9V以上をこの設計では与えることができません。

  したがって、D8(E452)は定電流ダイオードとして機能させられません。

   回路変更が必要です。回路図にも描きましたが、D8を470Ωの抵抗に置き換えて、更にQ5のベース  とGNDの間に100uF程度のコンデンサを追加するという変更を行えば、問題は解決します。

以上です。

参考URL:http://www.semitec.co.jp/products/crd/crd_e.html

こんばんわ。

 これまでの質問と回答のやり取りからほぼ重要な部分の回路がはっきりしてきましたので、こちらで回路図をまとめてみました。
 その結果、明らかになってきたことを下記にまとめました。

1)12V電源
  回路図中の定電流ダイオードD3(E152)の定電流動作に最低限必要な電圧(肩電圧Vk)はカタログ
 データ(添付のURLにあるpdfファイルに載ってます。)より2V以上必要です。質問者はこの電圧
 を0.8Vと書いてましたが、2V以上必要です。

2) 12V電源のダイオード整流後の必要...続きを読む

Q直流モータ駆動時のMOS FET破壊について

図の回路を作成し、以下の操作をしました。回路作成後初回の操作となります。

①AC100Vの電源はOFFとしておく
②50kΩの抵抗を左回し。FETのG-S間を短絡しておく。
③AC100Vの電源をONにする。モーターは回らない。
④50kΩの抵抗をゆっくり右回し、FETのG-S間電圧を上昇させる。あるところでモーターが全速力で回りだした。
⑤50kΩの抵抗をゆっくり左回し、FETのG-S間電圧を下降させる。ところが、FETのG-S間が短絡されるまで回してもモーターは全速力で回り続けている。
⑥AC100Vの電源をOFFとする。モーター停止。
⑦FETに取り付けたヒートシンクを手で触る。発熱は無く、常温のまま。
⑧50kΩの抵抗が最も左回しの状態で、FETのG-S間が短絡されていることを確認。
⑨AC100Vの電源をONにする。再びモーターが全速力で回りだした。

上記はFETを破損した過程の記述となりますが、破損原因が分からなくて困っています。
FETの破損原因について、心当たりをお持ちの方はいらっしゃいませんでしょうか?

図の回路を作成し、以下の操作をしました。回路作成後初回の操作となります。

①AC100Vの電源はOFFとしておく
②50kΩの抵抗を左回し。FETのG-S間を短絡しておく。
③AC100Vの電源をONにする。モーターは回らない。
④50kΩの抵抗をゆっくり右回し、FETのG-S間電圧を上昇させる。あるところでモーターが全速力で回りだした。
⑤50kΩの抵抗をゆっくり左回し、FETのG-S間電圧を下降させる。ところが、FETのG-S間が短絡されるまで回してもモーターは全速力で回り続けている。
⑥AC100Vの電源をOFFとする。モーター停...続きを読む

Aベストアンサー

状況から推定してFETの D-S 間が短絡しているように思います。
一般にFETの D-S 間は大電流では断線し耐圧オーバーではショートするようです。このFETは耐圧は十分にあるようなので耐圧オーバーはちょっと考え難いように思います。
しかしドレインに負の電圧が加わったら・・・・モーターと並列のダイオードが断線していませんか?
FETにも D-S 間にダイオードがあるようですがこれも断線するとドレインに負の電圧が加わります。破壊原因になり得るように思います。

「安全動作領域」については検討しておられますか?
FETでもバイポーラでも電圧が掛った状態で流してもよい電流には時間の制限があります。
TK10Q60Wでは100Vの電圧が掛った状態で流し得る電流は10A、その継続時間は100μ秒以内です。
これを超えると内部のジャンクション部分が溶けて破壊します(外見的には熱くない)。
詳細はデバイスのデータシートを見てください。

スイッチング形態も気になります。
ゲート電圧をゼロからゆっくり上げていますね。モーターに電流が流れ始めた時はFETはスイッチング素子としての完全なONではなくアナログ的なON、つまり D-S 間にかなり大きな抵抗が残った状態になっているはずです。モーターは起動時には機械的には無負荷であっても大電流が流れますがこの起動電流のためにチップは高温になり溶けてしまいます。あまりにも短時間で高温になるため放熱器では吸収できません。

状況から推定してFETの D-S 間が短絡しているように思います。
一般にFETの D-S 間は大電流では断線し耐圧オーバーではショートするようです。このFETは耐圧は十分にあるようなので耐圧オーバーはちょっと考え難いように思います。
しかしドレインに負の電圧が加わったら・・・・モーターと並列のダイオードが断線していませんか?
FETにも D-S 間にダイオードがあるようですがこれも断線するとドレインに負の電圧が加わります。破壊原因になり得るように思います。

「安全動作領域」については検討しておられ...続きを読む

QMOS-FETの利得の式にあるrDS

電界効果トランジスタMOS-FET(nチャンネル)の電圧利得Avを求める式にAv=gm*rDS*RL/(rDS+RL)というのがあるようなのですが、gmは相互コンダクタンス、RLは負荷抵抗ですが、この式にあるrDSとはなんでしょうか?rDS=(∂VDS/∂ID)*VGSとあるのですが、下の写真のような静特性のグラフから次のように求めればいいのでしょうか?

・負荷線とVGS=1Vの交点(動作点)でのrDS

  この点に接線を引き、接線の傾きを求める。(この点での傾きを求める。)

  rDS=接線の傾き*VGS(1V)

回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

今日は、

 rDSはFETの出力抵抗です。静特性のグラフ(Ids-Vds特性)でゲート-ソース電圧一定
のカーブで動作点での傾き(∂VDS/∂ID)に相当します。等価回路でで表せば添付の図のように
負荷RLに並列になります。

 したがって、rDSは rDS=∂VDS/∂ID で表せますが、質問者が書かれた式でVGSが掛け

られていますが、これは間違いでしょう。
求め方は、動作点(VDSとID)が分かればそのポイントでの傾きを読み取ります。ただし、
VGsは掛けない。


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