"Regione lineare" nelle risposte che citi è usata in modo piuttosto approssimativo. Spesso diciamo "regione lineare" o "operazione lineare" in elettronica quando intendiamo un'operazione intermedia in cui una tensione è mantenuta da qualche parte tra le rotaie di alimentazione (piuttosto che bloccata vicino a una di esse) o un dispositivo come un transistor è tenuto nella regione centrale dove non è completamente acceso o completamente spento. Spesso i dispositivi non sono così lineari in questa "regione lineare", ma è un nome che è rimasto molto tempo fa, dove la regione lineare era altrettanto apposta nelle operazioni di commutazione o nella regione tagliata.

regione "lineare" in cui il dispositivo dissiperà una potenza significativa. Se il dispositivo è un interruttore ideale, allora non può dissipare potenza quando è aperto poiché la corrente è zero o quando è chiuso poiché la tensione è zero.

Questo è diverso dalla "regione lineare" quando si parla di la fisica del dispositivo o dettagli sulle caratteristiche di un MOSFET. Lì "lineare" può significare "corrente approssimativamente lineare con tensione applicata", il che significa anche che il MOSFET si comporta come un resistore rispetto a più come una sorgente di corrente. È diverso dalla "regione lineare" dal punto di vista del circuito generale.

Sì, dipende dal contesto e può creare confusione. Se devi essere preciso, utilizza numeri reali.

"Regione lineare" è purtroppo il termine utilizzato in modo più inconsistente quando si parla di MOSFET. Può significare esattamente l'opposto a seconda dell'autore. Confronta:

Immagine da questa nota dell'app.

Da questo libro di testo, che chiama la regione sinistra "regione lineare".

Nota inoltre che JEDEC ha scelto "regione ohmica" e rispettivamente "regione di saturazione" come scelta della terminologia standard per MOSFET (come nella prima figura sopra). Questo è fornito in JESD77b a pagina "4-31". Hanno evitato di chiamare qualsiasi regione "lineare".

Regione lineare in questo contesto significa la regione in cui non vuoi operare perché il prodotto Id · Vds è grande quindi hai molte perdite. Si desidera ridurre al minimo le perdite nel transistor avendo il transistor completamente acceso o spento.

Il passaggio tra i due stati dovrebbe essere il più veloce possibile perché essere lì genera perdite.

L'area sotto la curva blu è l'energia dissipata nel dispositivo. La commutazione più lenta rende l'area più grande.

Se dai un'occhiata alla tipica accensione forzata

o spegnimento

Puoi vedere che per un po 'di tempo sul dispositivo sono presenti contemporaneamente alta tensione e alta corrente. Il passaggio più veloce riduce al minimo il tempo trascorso in quell'area.

Esistono modi per ridurre al minimo le perdite di commutazione utilizzando una commutazione a tensione zero o corrente zero. Devi progettare il tuo convertitore in modo tale che commuti solo quando la tensione o la corrente sul transistor sono vicine allo zero. In questo modo anche il prodotto di potenza di Id · Vds è prossimo allo zero.

Il grafico che mostra l'energia sembra avere il tempo come asse. Può essere utile rappresentare graficamente la potenza rispetto alla caduta di tensione, assumendo un carico resistivo (ad esempio, figura 10 volt e un carico di un ohm). Quando il dispositivo è completamente spento, zero corrente quindi zero potenza. Quando è completamente acceso, caduta di tensione molto bassa (ad esempio 0,2 volt) e quindi bassa potenza (9,8 amp, quindi 1,96 watt). Quando è "a metà", calo di tensione significativo (5 volt) e corrente significativa (5 amp), quindi grande potenza (25 watt).

C'è un po 'di confusione su quale lato del grafico sia etichettato come regione "lineare". Se utilizzi un MOSFET per la commutazione PWM, dovresti sempre cercare di rimanere nella regione sinistra del grafico.

Ricorda che un MOSFET è un dispositivo di limitazione della corrente controllato in tensione. Quando esiste una tensione sufficiente tra il gate e i pin della sorgente (\ $ V_ {GS} > V_ {th} \ $), il MOSFET consentirà alla corrente di fluire, fino a un limite. Il limite corrente è determinato da \ $ V_ {GS} \ $ e può variare a seconda della parte specifica (vedere il grafico nella scheda tecnica).

Se tenti di disegnare più corrente di questo limite, stai entrando nella regione destra del grafico. È qui che il MOSFET agirà come la quantità di resistenza necessaria per mantenere quella corrente limitata. Come ogni resistenza con corrente elevata, diventa molto calda. Poiché agisce come un resistore, ora c'è una tensione significativa attraverso i pin di drain e source (\ $ V_ {DS} ≥ (V_ {GS} –V_ {th} \ $)).

Quando si utilizza il MOSFET per la commutazione PWM, assicurarsi di applicare abbastanza \ $ V_ {GS} \ $ in modo che il limite di corrente del MOSFET sia superiore alla quantità di corrente della ventola / motore / ecc. sta per disegnare. Con i MOSFET di potenza, consiglio di utilizzare la stessa tensione per \ $ V_ {GS} \ $ che stai utilizzando per alimentare la ventola / motore / ecc. si; questo garantirà i tempi di commutazione più rapidi, riducendo il tempo speso nella giusta regione causato dalla carica / scarica della piccola capacità del MOSFET. Ecco un esempio di utilizzo di un amplificatore operazionale per aumentare la tensione PWM:

UPDATE: Ecco un altro esempio che utilizza un totem per pilotare il gate del MOSFET. Questo ha il vantaggio di guidare il cancello con una corrente elevata.

Nota: a causa del secondo MOSFET N-ch, il segnale PWM viene invertito, ho cambiato il trigger schmitt al tipo invertente per rimediare.