MOSFET: alles wat u moet weet oor hierdie tipe transistor

Daar is verskillende soorte transistors. Hierdie elektroniese toestelle is baie belangrik vir die hedendaagse elektronika, en dit is 'n deurbraak in die beweging van vakuumbuis-elektronika na vaste-staat-gebaseerde elektronika, wat baie meer betroubaar en energie-doeltreffend is. In werklikheid, MOSFET Dit word in die meeste skyfies of geïntegreerde stroombane gebruik, alhoewel u dit ook vir baie ander toepassings op gedrukte stroombane kan vind.

Wel, hoe gaan dit? so 'n belangrike halfgeleiertoestel, Ek gaan u alles voorstel wat u moet weet oor hierdie wetenskaplike en ingenieurswese wat ons in staat stel om soveel stroombane te maak en wat ons lewens op baie maniere verbeter het.

Wat is 'n transistor?

Die woord transistor kom van oordragweerstand, en dit is in 1951 uitgevind, alhoewel daar reeds patente en ontwikkelings in Europa was voordat die Amerikaners die eerste ontwerp aangebied het, alhoewel dit 'n ander verhaal is ... Op daardie tydstip was hulle op soek na 'n toestel gebaseer op vaste toestand, halfgeleier, wat kan die ru en onbetroubare vakuumkleppe vervang waaruit rekenaars en ander elektroniese toestelle van destyds bestaan ​​het.

die kleppe of vakuumbuise Dit het 'n soortgelyke argitektuur as gewone gloeilampe, en is dus ook uitgebrand. Hulle moes gereeld vervang word om die masjiene aan die gang te hou. Daarbenewens is dit verhit, en dit beteken dat hulle groot hoeveelhede energie in die vorm van hitte vermors het as gevolg van hul ondoeltreffendheid. Hulle was dus glad nie prakties nie en het 'n plaasvervanger dringend nodig gehad.

Wel, in die AT&T Bell Labs, Williams Shockley, John Bardeen en Walter Brattain hulle het aan die werk gespring om daardie halfgeleiertoestel te skep. Die waarheid is dat dit moeilik was om die sleutel te vind. Die projek is geheim gehou omdat dit bekend was dat iets soortgelyks in Europa ontwikkel. Maar die Tweede Wêreldoorlog is oorgesteek, en die protagoniste moes veg. Op pad terug het hulle op raaiselagtige wyse die oplossing gevind.

El eerste prototipe wat hulle geskep het, was baie kru en het ernstige ontwerpprobleme opgelewer. Onder hulle was dit ingewikkeld en ingewikkeld om in serie te vervaardig. Daarbenewens het dit goue dele gebruik wat dit duurder gemaak het en die punt het soms opgehou om kontak met die halfgeleierkristal te maak, sodat dit opgehou het om te werk en dat dit gedruk moes word om weer kontak te maak. Die waarheid is dat daar min met hierdie uitvindsel opgelos is, maar dat hulle geleidelik verbeter en dat nuwe soorte verskyn.

Hulle het reeds 'n elektroniese komponent van vaste toestand en kleiner om die grootte van radio's, alarms, motors, rekenaars, televisies, ens. te verminder

Onderdele en werking

Die transistor bestaan ​​uit drie penne of kontakte wat weer kontak maak drie sones gedifferensieerde halfgeleiers. In bipolare word hierdie gebiede emitter, basis en versamelaar genoem. Aan die ander kant, in eenpolige, soos die MOSFET, word hulle gewoonlik bron, hek en afvoer genoem. U moet die gegewensblaaie of katalogusse goed deurlees om te weet hoe u die penne kan identifiseer en nie verwar nie, aangesien die bewerking daarvan afhang.

Verwante artikel:

2N2222 transistor: alles wat u moet weet

La deur of basis Dit werk asof dit 'n skakelaar is, wat die stroomgang tussen die ander twee ente oopmaak of sluit. Dit is hoe dit werk. En op grond hiervan kan dit vir twee basiese funksies gebruik word:

• Funksie 1: Dit kan optree om elektriese seine deur te gee of te sny, dit wil sê as 'n skakelaar vir digitale elektronika. Dit is belangrik vir die binêre of digitale stelsel, aangesien u die hek (met 0 of 1) kan reguleer, u die een of ander waarde op die uitset kan verkry (0/1). Sodoende kan logiese hekke gevorm word.
• Funksie 2: kan ook vir analoog elektronika as seinversterkers gebruik word. As 'n klein intensiteit die basis bereik, kan dit in 'n groter tussen die kollektor en emitter omgeskakel word wat as uitset gebruik kan word.

Tipes transistors

 

Nadat die basiese werking en 'n bietjie van die geskiedenis daarvan gesien is, is dit mettertyd verbeter en geskep transistors wat geoptimaliseer is vir 'n spesifieke soort toepassing, wat aanleiding gee tot alle hierdie twee gesinne wat op hulle beurt verskillende soorte het:

Onthou dat die N-sone 'n soort halfgeleier is wat met donor-onsuiwerhede gedoop is, dit wil sê pentavalente verbindings (fosfor, arseen, ...). Dit sal hulle in staat stel om elektrone (-) op te gee, aangesien die meerderheid draers elektrone is, terwyl die minderheid die gate is (+). In die geval van 'n P-sone is dit die teenoorgestelde; die meerderheid is die gate (+), daarom word dit so genoem. Dit wil sê, hulle sal elektrone lok. Om dit te bewerkstellig, word dit gedoop met ander aanvaardingsonsuiwerhede, dit wil sê trivalente (aluminium, indium, gallium, ...). Normaalweg is die basis halfgeleier gewoonlik silikon of germanium, hoewel daar ander soorte is. Dopante is gewoonlik in baie lae dosisse, in die orde van een atoom onsuiwerhede vir elke 100.000.000 atome van die halfgeleier. By sommige geleenthede kan swaar of sterk gedoteerde gebiede soos P + of N + vorm, wat 1 onreinheidsatoom per 10.000 het.

• BJT (Bipolêre aansluitingstransistor): dit is die bipolêre transistor, die mees konvensionele. Hierin moet u 'n basisstroom inspuit om die kollektorstroom te reguleer. Binne is daar twee soorte:
  • NPN: Soos die naam aandui, het dit 'n halfgeleiersone wat gedoop is om van tipe N te wees om as emittor op te tree, 'n ander sentrale P as basis en 'n ander vir die versamelaar ook van tipe N.
  • PNP: in hierdie geval is dit andersom, die basis is van tipe N en die oorblywende twee van tipe P. Dit sal die elektriese gedrag en die manier waarop dit gebruik word, heeltemal verander.
• FET (veldeffektransistor): die veldeffektransistor, en die opvallendste verskil van die BJT is die manier waarop dit met sy beheerterminal bedryf word. In hierdie geval word die beheer gedoen deur 'n spanning tussen die hek en die bron aan te bring. Binne hierdie tipe is daar verskillende subtipes:
  • JFET: die van die FET-aansluiting is uitputting en het 'n kanaal- of halfgeleiersone wat van die een of ander tipe kan wees. Daarvolgens kan hulle op hul beurt wees:
    • Kanaal N.
    • Vanaf kanaal P.
  • MOSFET: die akroniem is afkomstig van Metal Oxide Semiconductor FET, so genoem omdat 'n dun laag silikondioksied onder die kontak van die deur gebruik word om die nodige veld te genereer waarmee die stroom deur sy kanaal beheer kan word sodat daar vloei tussen bron en uitreiker. Die kanaal kan van tipe P wees, dus sal daar twee putte N vir dreinering en bron wees; of N-tipe, met twee P-tipe putte vir bron en afvoer. Hulle verskil ietwat van die bogenoemde, in hierdie geval kan u:
    • Uitputting of uitputting:
      • Kanaal N.
      • Vanaf kanaal P.
    • Verbeter of verbeter:
      • Kanaal N.
      • Vanaf kanaal P.
    • Ander: TFT, CMOS, ...
• Ander.

die verskille is gebaseer op die interne argitektuur van die halfgeleiersones elke ...

MOSFET

Un MOSFET stel u in staat om groot vragte te hanteer, wat nuttig kan wees vir sekere stroombane met u Arduino, soos u later sal sien. Die voordele daarvan maak dit so nuttig in moderne elektronika. Dit kan optree as 'n versterker of 'n elektronies beheerde skakelaar. Vir elke soort MOSFET wat u koop, weet u reeds dat u die datablad moet lees om die eienskappe te sien, aangesien dit nie almal dieselfde is nie.

Die verskil tussen een van kanaal N en P is:

• Kanaal P: Om kanaal P te aktiveer om stroom deur te gee, word 'n negatiewe spanning op die hek toegepas. Die bron moet op 'n positiewe spanning gekoppel wees. Let daarop dat die kanaal waarop die hek is positief is, terwyl die putte vir die afvoer en bron negatief is. Op hierdie manier word die stroom deur die kanaal "gedruk".
• Kanaal N: In hierdie geval word 'n positiewe spanning op die hek toegepas.

Sy baie goedkoop items, sodat u 'n goeie handjievol daarvan kan koop sonder enige hoë koste. Hier is byvoorbeeld 'n paar advertensies wat u in spesiale winkels kan koop:

• Geen produkte gevind nie..
• N-kanaal MOSFET transistors.
• P-kanaal MOSFET transistors.
• Heatsinks.

As u dit vir hoër kragte gaan gebruik, sal dit verhit, dus dit sal goed wees om a te gebruik koelplaat om dit af te koel 'n bietjie ...

Integrasie met Arduino

'N MOSFET kan baie prakties wees om seine met u te beheer arduino borddaarom kan dit op 'n soortgelyke manier dien as hoe die aflosmodule, As jy onthou. In werklikheid word MOSFET-modules ook vir Arduino verkoop, soos die geval is met die Geen produkte gevind nie., een van die gewildste. Met hierdie modules is die transistor reeds op 'n klein PCB gemonteer en dit is makliker om te gebruik.

Maar dit is nie die enigste wat u met Arduino kan gebruik nie, maar daar is ook baie algemene, soos die IRF520, IRF540, wat nominale strome van onderskeidelik 9.2 en 28A toelaat, vergeleke met 14A vir die IRF530.

Daar is baie MOSFET-modelle beskikbaar, maar nie almal word aanbeveel om direk met 'n verwerker soos Arduino te gebruik nie as gevolg van die beperking van spanning en intensiteit in sy uitsette.

As u die IRF530N-module gebruik, om dit te stel N voorbeeld, u kan die aansluiting gemerk SIG op die bord verbind met een van die penne op die bord Arduino UNO, soos die D9. Verbind dan GND en Vcc met die ooreenstemmende op die Arduino-bord, soos GND en 5v, in hierdie geval om dit aan te dryf.

Soos vir die kode Die eenvoudige reël wat hierdie eenvoudige skema sal reguleer, is die volgende: dit laat toe dat u elke vyf sekondes laai of nie by die afvoer laai nie (in die geval van ons skema is dit 'n motor, maar dit kan wees wat u wil ... .):

onst int pin = 9;    //Pin donde está conectado el MOSFET
 
void setup() {
  pinMode(pin, OUTPUT);  //Definir como salida para controlar el MOSFET
}
 
void loop(){
  digitalWrite(pin, HIGH);   // Lo pone en HIGH
  delay(5000);               // Espera 5 segundos o 5000ms
  digitalWrite(pin, LOW);    // Lo pone en LOW
  delay(5000);               // Espera otros 5s antes de repetir el bucle
}