MOSFET en commutation, problème de MOSFET

[inspectah]

Bonjour,

Dans le cadre de la construction d'un amplificateur HF, j'ai besoin de réaliser plusieurs montages avec des MOSFET utilisés en commutation. Pour le moment j'ai le montage très basique suivant, réalisé avec LTspice (sinus 10 Vpp 500Hz sur la grille, Vds = 25V) :

fs1.png

(en bleu l'entrée en vert la sortie)

Théoriquement il n'y a pas de soucis, le MOSFET se sature et j'obtiens un signal carré d'amplitude 25V sur le Drain, tout va bien.

Seulement quand je passe sur plaque d'essai j'obtiens des résultats très bizarres. J'utilise le montage suivant avec les mêmes valeurs pour Vgs et Vds et pour les résistances :

(cable rouge pour l'alim continu, jaune pour alternatif)

fs2.jpg

Ce que je constate c'est que le transistor se comporte comme s'il n'était pas polarisé, j'obtiens un signal sinusoidal en sortie de très faible amplitude et avec la même phase que la sinusoïde de grille. Pas de saturation, en fait le transistor se comporte comme une grosse résistance.

J'utilise un transistor FQP30N06L de Fairchild, qui a sensiblement les mêmes caractéristiques que le Mosfet utilisé dans Lt spice, voici le lien de sa notice :

https://www.fairchildsemi.com/datash.../FQP30N06L.pdf

A priori je pense que Vgs = 10 Vpp et Vds = 25V est largement suffisant pour le mettre en commutation... D'ou mon incompréhension. Et de toute façon je n'observe aucun autre effet...

Est ce que quelqu'un peut m'aider ?

Merci !
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[DAUDET78]

Quelle est le signal sur la grille ? fabriqué par quoi ?
Quelle est le signal sur le drain ?

Dans le cadre de la construction d'un amplificateur HF

500 Hz, c'est de la BF !

[inspectah]

Oui je teste le montage en BF pour le moment, je débute avec les MOSFET et je préfère commencer simple.

Le signal sur la grille est une sinusoide de 500 Hz que je fais varier entre 4 et 10Vpp qui provient d'un générateur de fonction Rigol.
Le signal sur le drain est un signal continu de 25V qui provient d'un générateur continu National Instruments.

[DAUDET78]

Donne des photos d'oscilloscope des deux signaux : sur la grille, sur le drain, versus la source

[A voir en vidéo sur Futura]

[inspectah]

Merci pour ton aide.

Alors voilà :

Grille :
fs1.png

Drain :
fs2.png

Source :
fs3.png

Le tout avec un signal continu de 25V. Je ne comprends pas du tout pourquoi mes signaux de grille et de drain sont similaires ? Peut être ma polarisation qui est mauvaise ?

Merci de ton aide

[DAUDET78]

- Ton signal sur la grille est insuffisant ( 4V crête, le NMOS ne le voit même pas)
- Sur la source, tu devrais rien avoir. Elle est reliée au 0V

PS : fait toujours tes mesures avec l'oscilloscope en position DC

[inspectah]

Merci pr ta réponse.

J'ai bien la tension que je t'ai montré sur ma source et cette dernière est bien câblée comme sur la photo de la plaque d'essai. Est ce un problème de masse du coup ?

Pourquoi je dois mettre l'oscillo en position DC alors que je fais des mesures de signaux alternatifs ?

Merci

[DAUDET78]

J'ai bien la tension que je t'ai montré sur ma source et cette dernière est bien câblée comme sur la photo de la plaque d'essai. Est ce un problème de masse du coup ?

Ben oui, tu as un problème de câblage

Pourquoi je dois mettre l'oscillo en position DC alors que je fais des mesures de signaux alternatifs ?

En position DC, tu vois exactement le signal, y compris la composante continue !
- Sur la source , tu vas voir un signal alternatif avec valeur moyenne à 0V
- Sur le drain, tu vas voir un signal patatoïde rectangulaire compris entre 0 et 24V

[invite03481543]

Tu as un générateur sinus ayant un pôle relié à la masse du générateur 25V, donc c'est normal que tu aies ce que tu visualises sur la source, elle suit le signal d'entrée.
Il faut utiliser l'offset de ton géné pour être entre 0 et xV et ainsi que les 2 géné aient le même référentiel à 0.

[DAUDET78]

donc c'est normal que tu aies ce que tu visualises sur la source, elle suit le signal d'entrée.

La source devrait être au 0V . Voir le schéma en #1

[invite03481543]

Oui elle devrait mais il n'y est pas vu qu'elle est relié au géné qui lui est sinus, entre -5V et +5V...

[invite03481543]

Si j'en crois son appli sous LTSpice qu'il a posté.

[DAUDET78]

Si j'en crois son appli sous LTSpice qu'il a posté.

Ben moi, je ne vois pas la même chose .
Je vois une source au 0V qui est reliée au 0V du générateur et au 0V de l'alimentation 24V .

[invite03481543]

Oui en effet, au temps pour moi..

Sur la photo de son montage je crois voir un anneau orange sur les 2 résistances, donc 10K, tu vois quoi toi?
Si ce sont bien des 10K normal que ça ne fonctionne pas.

[DAUDET78]

10K ou 1K ? pas facile à lire. Mais ça change quasiment rien au fonctionnement .
C'est la source qui est en l'air qui plante le montage

[invite03481543]

Si c'est bien 10K le simulateur indique un résultat identique à ce qu'il décrit.

[invite03481543]

Sauf sur son relevé sur la source évidemment.
En tout cas rien sur le drain ce qui se comprend, juste une ondulation résiduelle, le MOS n'a pas le temps de conduire avec une 10K à 500Hz et 5V, le courant de grille est bien trop faible pour charger la capa d'entrée.

[DAUDET78]

le MOS n'a pas le temps de conduire avec une 10K à 500Hz

Avec une capa d'entrée de 2nF pour le NMOS, on a un RC de 0,2ms . Ca ne gêne pas le 500Hz

[invite03481543]

Avec 500µA max de courant et avec 5V max en entrée un gros MOS comme ça sera mal commandé dans ces conditions, les capacités parasites vont freiner la conduction vu qu'elle ne seront pas chargées avec suffisamment de courant au moment voulu.
Les valeurs dans la doc sont données selon une condition "normale" avec un modèle de test.
La capa de grille est quasi constante,par contre pas celles entre grille et drain et entre drain et source, leurs valeurs dépendent de la tension, elles sont fortement non linéaires.
La capa Miller en particulier ne sera pas chargée avec un si petit courant, donc pas de conduction du canal possible.
C'est pour ça qu'un MOS se commande TOUJOURS avec une source de tension à basse impédance.

[DAUDET78]

La capa Miller en particulier ne sera pas chargée avec un si petit courant, donc pas de conduction du canal possible.

Bon, ce n'est qu'une simulation (MicroCap 9) avec un gros NMOS

C'est pour ça qu'un MOS se commande TOUJOURS avec une source de tension à basse impédance.

Ca, c'est ben vrai !

[invite03481543]

Oui mais tu es à 10V sur la grille et 100 Ohms.
Refait la même manip avec 10K et 5V pour voir.

[DAUDET78]

Voila voilou

PS: Je suis avec une charge de 100 ohm . Avec 10K de charge , ça change quasiment rien

[invite03481543]

Regarde ces simus.
Avec 10K dans la grille et quelque soit la tension Vgs pas de conduction à 500Hz sur un gros NMOS, comme prévu.
Il faut bien descendre pour que ça commence à passer.
C'est logique un MOS de 30A n'est pas conçu pour passer 2.5mA de charge avec 500µA de commande comme expliqué.
Attendons que le demandeur nous dise quelles valeurs de résistance il a mis sur sa carte.
Je parie sur 10K.

[DAUDET78]

Sorry, mais sur fond noir, c'est difficilement lisible !
Une simu ( R2=100 1000 10000) avec le IXFX90N20 ( Je n'ai pas le IXFX90N30 )

[invite03481543]

MOS_gate_5V_Rg_1K.jpg

MOS_gate_5V_Rg_2K.jpg

Moi je parle de l'influence de la résistance de gate et de la tension de gate.
En dessous de 5K dans la gate ça commence à conduire mais avec 10V, il faut bien 3K sur la gate pour que Vds atteigne 0, au dessus ça ne fonctionne plus du tout.
A 5V sur la gate (les 2 graphes au dessus) c'est pire évidemment, il faut 1K pour atteindre le 0V et très péniblement, on voit qu'avec 2K on est au fraise.
Donc même si notre ami a mis 1K ça ne tournera pas correctement.

Allez bonne nuit!

[invite03481543]

Je n'ai pas son NMOS dans mon simu, possible que le sien conduise malgré tout à 5V mais c'est jouer avec le feu d'adopter 5V comme tu l'as déjà dit et d'attaquer la gate à si haute impédance d'entrée.
Je crois que là dessus on est d'accord.

Cette fois dodo.