Calculateur du courant de drain MOSFET en saturation

Saisissez la surtension en volts et le paramètre en ampères par volt carré ; le résultat est fourni en ampères et en milliampères. Cet outil convient aux estimations rapides de polarisation, aux exercices et aux premières vérifications lorsque le modèle à canal long est pertinent.

Choisissez les deux grandeurs nécessaires à l’équation

Le modèle quadratique de saturation emploie la surtension de grille, et non la seule tension grille-source. Cette surtension, généralement notée V_OV, correspond à V_GS moins la tension de seuil V_TH. Si votre circuit fournit séparément V_GS et V_TH, effectuez la soustraction avant de saisir la valeur. La seconde entrée est le paramètre de transconductance k du composant, exprimé en ampères par volt carré. Dans ce calculateur, k est défini de sorte que le courant de drain soit égal à la moitié de k multipliée par le carré de V_OV. Les fiches techniques et les ouvrages n’adoptent pas toujours les mêmes symboles ni les mêmes définitions : certaines sources nomment ce paramètre bêta, d’autres intègrent le facteur un demi dans la constante, et d’autres encore distinguent la transconductance du procédé du paramètre ajusté à la géométrie. Vérifiez donc la convention avant de reprendre une valeur. Saisissez uniquement des nombres finis et positifs ou nuls. Une surtension ou un paramètre nul donne un courant nul dans ce modèle idéal ; une surtension négative est refusée, car l’expression concerne la conduction en saturation et non le régime sous le seuil. Des unités cohérentes sont indispensables : volts et ampères par volt carré donnent des ampères.

Interprétez le résultat de la loi quadratique

Le calculateur évalue I_D = 0.5 × k × V_OV². La mise au carré de la surtension rend le courant très sensible à la polarisation de grille : doubler V_OV multiplie le courant idéal par quatre lorsque k reste constant. La réponse indique le courant en ampères et en milliampères, reprend les entrées normalisées avec leurs unités et précise l’équation employée. Ainsi, une surtension de 2.5 volts avec k égal à 0.004 ampère par volt carré produit 0.0125 ampère, soit 12.5 milliampères. Ce calcul suppose que le MOSFET fonctionne déjà en saturation. Dans le modèle NMOS à canal long le plus simple, V_DS doit normalement être supérieur ou égal à V_OV. Comme l’outil ne reçoit pas V_DS, il ne peut pas vérifier cette condition. Il néglige aussi la modulation de longueur de canal, l’effet de substrat, la dégradation de mobilité, la saturation de vitesse, la température, les fuites et les dispersions. Le résultat est donc une valeur de modèle, pas une mesure garantie. Considérez-le comme une référence transparente dont vous pouvez contrôler les hypothèses.

Employez prudemment l’estimation dans votre circuit

Utilisez le résultat pour établir un premier point de polarisation, comparer des paramètres de composants ou contrôler un calcul manuel avant une simulation plus complète. Après le calcul, vérifiez que les tensions de drain et de source choisies placent réellement le composant en saturation et que la puissance prévue, I_D multiplié par V_DS, reste acceptable. Pour un MOSFET discret, consultez les courbes de transfert et les plages de paramètres, car la tension de seuil et la transconductance varient sensiblement d’un exemplaire à l’autre et avec la température de jonction. Pour un circuit intégré, comparez le courant idéal au modèle du procédé avec la longueur, la largeur de canal, l’alimentation et les coins pertinents. Si votre source définit bêta pour une équation sans facteur un demi, convertissez cette valeur avant d’utiliser le calculateur ; sinon, le résultat différera d’un facteur deux. Les appels automatisés coûtent $0.002 par requête, tandis que le calcul dans le navigateur facilite les contrôles interactifs. Conservez les deux entrées et l’équation avec le résultat afin que vos collègues puissent reproduire l’hypothèse au lieu d’interpréter un courant isolé comme une propriété universelle.