Símbolo MOSFET: ¿cuál es el símbolo correcto?

He estado en este sitio ahora un par de meses y noto varios símbolos utilizados para MOSFET. ¿Cuál es el símbolo preferido para un MOSFET de canal N y por qué?

Es probable que haya visto un símbolo de Circuit Lab y que esto le haya hecho hacer esta pregunta. El símbolo MOSFET del canal N del circuito de laboratorio es inusual e ilógico.
Evitaría usarlos si es posible.
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El símbolo aceptable [tm] N Channel MOSFET tiende a tener estas características.

Símbolo de puerta en un lado.

3 "contactos" en el otro lado verticalmente.
La parte superior de estos es el drenaje. La parte inferior de estos 3 es la fuente.
El centro tiene una flecha apuntando hacia el FET y el extremo exterior está conectado a la fuente.
Esto indica que hay un diodo de cuerpo conectado y que no es conductor cuando la fuente es más negativa que el drenaje (la flecha es la misma que para un diodo discreto).

Cualquier símbolo que obedezca estas pautas debe ser "lo suficientemente claro" y correcto de usar.
Muy ocasionalmente he visto a personas usar un símbolo que no cumple con estas pautas pero que todavía es reconocible como un MOSFET de N Channel.

ASI QUE. Cualquiera de estos está bien, y puede ver las diferencias para los canales P sin marcar.

Muchos más ejemplos aquí.

¡¡¡Pero!!!

El ejemplo de Jippie muestra la versión deshonesta.
[Nota: vea más abajo; de hecho, esto pretende ser un símbolo del canal P].
Realmente horrible Me preguntaría si este era un símbolo del canal P o uno del canal N.
Incluso la discusión de la que se extrae tiene personas que expresan incertidumbre sobre la dirección de la flecha. Como se muestra SI es un canal N, entonces implica polaridad del diodo del cuerpo y NO flujo de corriente en la fuente.

Asi

________________ '

Circuit Lab es aparentemente el (o un) culpable.
Este es su símbolo para un MOSFET de canal N.
Un trabajo desagradable, por desgracia. La flecha muestra la dirección de conducción de la fuente de drenaje habitual PERO ya que un MOSFET es un dispositivo de 2 cuadrantes y proporcionará una verdadera resistencia en el canal con positivo PERO negativo, la flecha no tiene sentido y, como está en el opuesto dirección a la mayoría de los símbolos MOSFET de N Channel es engañoso para la mayoría. (Tenga en cuenta el uso adecuado de este símbolo en la tabla a continuación).$V_{gs}$$V_{ds}$

El USUARIO23909 señaló esta página de manera útil - Wikipedia - MOSFET . Esta página incluye los siguientes símbolos. El usuario xxx dice que estos pueden ser estándares IPC, pero Wikipedia no dice nada sobre su fuente.

Símbolos MOSFET de Wikipedia

http://en.wikipedia.org/wiki/MOSFET#Circuit_symbols

Como se dijo, realmente no hay un estándar aceptado. Esto se debe en parte a que hay muchos tipos diferentes de FET y en parte a que la gente los mezcla con BJT (como la dirección de la flecha)

Si está utilizando una pieza específica y la hoja de datos del fabricante muestra un símbolo de circuito específico, ¡use ese símbolo! Mucha gente argumentará que realmente no importa, pero eso no tiene sentido. Si un diseñador de circuitos elige un tipo particular de componente, entonces ese componente debe representarse adecuadamente en los esquemas. Cada tipo funciona de manera diferente. Decir que el símbolo del circuito no importa es esencialmente decir que el tipo de parte tampoco importa.

Tuve que crear mi propia biblioteca Eagle con varias partes para representar diferentes tipos de FET:

Estos incluyen JFETS, MESFETS y MOSFET en modo de agotamiento, modo de mejora y bode de mejora con un diodo de cuerpo. Observe la ubicación de la puerta en relación con el cuerpo para los canales P y N, la línea continua para el modo de agotamiento, la línea de puntos para el modo de mejora y el diodo del cuerpo adicional.

Sin embargo, todavía hay muchos otros tipos de MOSFET que podrían representarse de manera diferente, como aquellos con puertas dobles o que muestran la conexión del cuerpo (sustrato) cuando no está en cortocircuito a la fuente. Dibujar el círculo alrededor del FET también es común, pero he decidido no hacerlo aquí porque satura el esquema y dificulta la lectura de los valores de los componentes. Ocasionalmente, verá la flecha apuntando en la dirección opuesta a la fuente; esto generalmente significa modo de mejora sin volumen.

Sí, Virginia, hay un estándar internacional aceptado y publicado para estos símbolos. Es el estándar IEEE 315 / ANSI Y32.2 / CSA Z99 y es obligatorio para el Departamento de Defensa de los EE. UU. El estándar pretende ser compatible con las recomendaciones aprobadas de la Comisión Electrotécnica Internacional. El estándar es muy detallado y extenso, así que mostraré solo algunos ejemplos.

Este es un transistor NMOS de cuatro terminales en modo de mejora. Tenga en cuenta que la terminal de la puerta se dibujará en forma de L con la esquina en la L adyacente a la terminal de la fuente preferida. La punta de flecha que apunta hacia adentro en el terminal de volumen / cuerpo indica que el cuerpo es de tipo P (por lo que la fuente y el drenaje son de tipo N). Los segmentos de línea vertical para las conexiones de drenaje, volumen y fuente se desconectan para mostrar que el transistor es un dispositivo de modo de mejora.

Aquí está el mismo símbolo, excepto por un transistor en modo de agotamiento. Tenga en cuenta que los segmentos verticales para el drenaje, el volumen y la fuente son continuos.

El estándar permite una conexión interna entre la fuente y el volumen, como se muestra en este NMOS en modo de agotamiento.

Aquí está la página relevante de CEI EN 60617-5: 1997, que es básicamente la incorporación italiana del estándar IEC 60617. Además del hecho de que llaman MOSFETs IGFETs, básicamente está usando los mismos símbolos que el estándar IEEE, pero sin círculos.

Tenga en cuenta que la cuadrícula de puntos no es parte de los símbolos. Solo se usa en este estándar para indicar qué tan grandes deben dibujarse los símbolos en relación con otros símbolos en el estándar.

El MOSFET de canal p (común) con sustrato conectado internamente no parece tener un símbolo en esta versión del estándar, es decir, el estándar carece de una versión de canal p del símbolo 05-05-14. Como stefanct señala en un comentario a continuación, esta lista es solo una lista de ejemplos de cómo se deben combinar los elementos estándar, por lo que las variantes no enumeradas están compuestas por reglas análogas.

Por cierto, JEDEC también tiene un estándar para estos símbolos en su JESD77 :

Algunos MOSFET, incluida la mayoría de los que están en paquetes "independientes", tienen la fuente conectada al drenaje. Dichos MOSFET tendrán un diodo inherente en ellos entre la fuente y el drenaje, que se conducirá si el MOSFET está sesgado en la dirección opuesta a la dirección que normalmente cambiaría (por ejemplo, si la fuente es más positiva que el drenaje para un NFET, o más negativa que escurrir para un PFET). La flecha en el símbolo indica la polaridad de este diodo.

Otros MOSFET, especialmente aquellos dentro de chips lógicos digitales, tienen los sustratos conectados a un riel de alimentación, independientemente de sus conexiones de fuente, drenaje y compuerta. Si bien uno podría incluir tales conexiones en un esquema, hacerlo sería algo así como agregar conexiones de riel de energía a cada puerta lógica en un esquema. Dado que el 99% de las puertas lógicas tienen su VDD vinculado a un VDD común, y su VSS conectado a un VSS común, tales conexiones serían ruido visual. Del mismo modo, cuando el 99% de los NFET tienen su sustrato unido al punto más negativo y el 99% de los PFET tienen su sustrato unido al punto más positivo. Si la conexión de sustrato de un MOSFET está implícita en lugar de mostrarse, se podría distinguir entre NFET y PFET utilizando una flecha para el terminal de sustrato no conectado, pero eso podría ser algo extraño.

Además, si bien es posible construir un MOSFET cuyo canal de drenaje de fuente es simétrico, el uso de un canal asimétrico mejorará el rendimiento cuando el dispositivo se usa para cambiar la corriente en una dirección, a expensas de su rendimiento en la otra dirección. Como esto es a menudo deseable, a menudo es útil tener símbolos esquemáticos que distingan entre la fuente y el drenaje. Dado que el símbolo del sustrato conectado a la fuente "marca" el cable de la fuente, y dado que los símbolos BJT marcan el emisor cuyo uso se parece más a la fuente, es común que los símbolos MOSFET que no tienen un sustrato marcado utilicen una flecha cuya dirección sea análoga a la de un BJT.

En mi opinión, la forma de apreciar la distinción es darse cuenta de que cuando se muestra una flecha para el sustrato, eso representa un lugar en el que generalmente se debe evitar que la corriente fluya en la dirección de la flecha, mientras que cuando se muestra una flecha para el sustrato fuente, que representa el flujo de corriente deseado .

Mi propia preferencia es usar un símbolo NFET con una flecha que apunta hacia afuera en la fuente, posiblemente con una flecha de drenaje de fuente sesgada hacia atrás en los casos en que eso sea relevante. Para un PFET, uso una flecha de fuente que apunta hacia adentro, y también agrego un círculo en la puerta. Cuando esbozo diseños conceptuales de VLSI con fines ilustrativos (nunca he estado involucrado en el diseño de un chip fabricado real), el símbolo NFET y el símbolo FET para transistores utilizados como puertas de paso bidireccionales no tendrán ninguna flecha, pero tendrán use el círculo o la falta del mismo como indicador de polaridad.

Por cierto, me parece curioso que en los casos en los que se utilizan MOSFET discretos para producir puertas de paso, es típico usar dos FET consecutivos, cada uno de cuya fuente está vinculada al sustrato. Puedo entender que en los casos en que un circuito uniría la fuente de un MOSFET a su sustrato, fabricar una parte con ellos conectados es más barato y más fácil que incluir un aislante; Sin embargo, creo que debería ser más barato hacer un MOSFET con un sustrato aislado que hacer dos MOSFET cada uno con una conexión fuente-sustrato. Me pregunto si las conexiones fuente-sustrato individuales serían generalmente "preferidas" dentro de un diseño VLSI, exceptopor el hecho de que es más fácil conectar muchos transistores con un sustrato común que aislar las conexiones de sustrato de transistores que tienen fuentes aisladas. ¿Quizás la situación es algo análoga a los tubos de vacío (algunos tubos conectan el cátodo a una de las conexiones de filamento, pero otros usan un pasador de cátodo separado)?