MOSFET: vše, co potřebujete vědět o tomto typu tranzistoru

tranzistor

Existuje několik typů tranzistorů. Tato elektronická zařízení jsou pro dnešní elektroniku velmi důležitá a představovala průlom v přechodu od elektronky založené na elektronce k elektronice v pevné fázi, mnohem spolehlivější a nižší spotřeba energie. Ve skutečnosti, MOSFET Používají se ve většině čipů nebo integrovaných obvodů, i když je také najdete na deskách plošných spojů pro mnoho dalších aplikací.

Jak je to? takové důležité polovodičové zařízení„Představím vám vše, co potřebujete vědět o této vědecké a technické práci, která nám umožňuje vytvořit tolik okruhů a která v mnoha ohledech zlepšila náš život.

Co je to tranzistor?

Slovo tranzistor pochází z přenosového rezistoru, a to bylo vynalezeno v roce 1951, ačkoli v Evropě již existovaly patenty a vývoj před tím, než Američané představili první design, i když se jedná o jiný příběh ... V té době hledali zařízení založené na polovodiči, které by mohl nahradit hrubé a nespolehlivé vakuové ventily, které tvořily počítače a jiné elektronické přístroje té doby.

the ventily nebo vakuové trubice Má podobnou architekturu jako konvenční žárovky, a proto také vyhořel. Aby bylo možné udržet stroje v chodu, musely být často vyměňovány. Kromě toho bylo zahříváno, což znamená, že kvůli své neúčinnosti plýtvali velkým množstvím energie ve formě tepla. Proto byli nepraktičtí a naléhavě potřebovali náhradu.

No, v AT&T Bell Labs, Williams Shockley, John Bardeen a Walter Brattain pustili se do práce na vytvoření tohoto polovodičového zařízení. Pravdou je, že klíč našli jen těžko. Projekt byl utajen, protože bylo známo, že se v Evropě vyvíjí něco podobného. Ale druhá světová válka byla překročena a protagonisté museli jít do bitvy. Na zpáteční cestě už záhadně našli řešení.

El první prototyp oni vytvořili byl velmi surový, a představoval vážné designové problémy. Mezi nimi bylo složité a složité vyrábět sériově. Kromě toho používal zlaté části, které jej zdražovaly a špička někdy přestala přicházet do kontaktu s polovodičovým krystalem, takže přestala fungovat a musela být tlačena, aby znovu kontaktovala. Pravdou je, že s tímto vynálezem bylo málo vyřešeno, ale postupně se zlepšovaly a objevovaly se nové typy.

Už měli elektronickou součástku pevný stav a menší zmenšit velikost rádií, alarmů, automobilů, počítačů, televizorů atd.

Díly a provoz

mosfet

Tranzistor se skládá ze tří kolíků nebo kontaktů, které zase kontaktují tři zóny diferencované polovodiče. V bipolářích se tyto oblasti nazývají emitor, základna a sběratel. Na druhou stranu, v unipolářích, jako je MOSFET, se jim obvykle říká source, gate a drain. Musíte si dobře přečíst datové listy nebo katalogy, abyste věděli, jak dobře identifikovat jejich piny a nezaměňovat je, protože operace bude záviset na tom.

Související článek:
Tranzistor 2N2222: vše, co potřebujete vědět

La dveře nebo podstavec Chová se, jako by to byl vypínač, který otevírá nebo zavírá průchod proudu mezi ostatními dvěma konci. Takhle to funguje. A na základě toho jej lze použít pro dvě základní funkce:

  • Funkce 1: Může působit na přenos nebo řezání elektrických signálů, tj. Jako přepínač pro digitální elektroniku. To je důležité pro binární nebo digitální systém, protože ovládáním brány (pomocí 0 nebo 1) můžete na jejím výstupu (0/1) získat jednu nebo druhou hodnotu. Tímto způsobem lze vytvořit logické brány.
  • Funkce 2: lze také použít pro analogovou elektroniku jako zesilovače signálu. Pokud malá intenzita dosáhne základny, lze ji převést na větší mezi kolektorem a emitorem, který lze použít jako výstup.

Druhy tranzistorů

Symboly MOSFET

Symboly MOSFET N a P

 

Jakmile je vidět základní operace a trochu její historie, postupem času byly vylepšeny a vytvořeny tranzistory optimalizované pro konkrétní typ aplikace, což vedlo ke všem tyto dvě rodiny, které zase mají několik typů:

Nezapomeňte, že zóna N je druh polovodiče dopovaný donorovými nečistotami, tj. Pentavalentními sloučeninami (fosfor, arsen, ...). To jim umožní vzdát se elektronů (-), protože většinovými nosiči jsou elektrony, zatímco menšinovými jsou díry (+). V případě P zóny je to naopak, většina budou díry (+), proto se tomu říká. To znamená, že přitahují elektrony. K dosažení tohoto cíle je dopován dalšími akceptorovými nečistotami, tj. Trivalenty (hliník, indium, galium, ...). Normálně je základním polovodičem obvykle křemík nebo germanium, i když existují i ​​jiné typy. Dopantové látky jsou obvykle ve velmi nízkých dávkách, v řádu jednoho atomu nečistot na každých 100.000.000 1 10.000 atomů polovodiče. V některých případech se mohou vytvořit těžké nebo vysoce dotované oblasti, jako je P + nebo N +, které mají XNUMX atom nečistot na XNUMX XNUMX.

  • BJT (bipolární tranzistor): je to bipolární tranzistor, nejkonvenčnější. V tomto případě musíte vstřikovat základní proud, abyste regulovali kolektorový proud. Uvnitř jsou dva typy:
    • NPN: Jak jeho název napovídá, má polovodičovou zónu dopovanou na typ N, která působí jako emitor, další centrální P jako základnu a další pro kolektor také typu N.
    • PNP: v tomto případě je to naopak, základna bude typu N a zbývající dvě typu P. To zcela změní jeho elektrické chování a způsob, jakým se používá.
  • FET (tranzistor s efektem pole): tranzistor s efektem pole a jeho nejvýznamnějším rozdílem od BJT je způsob, jakým je provozován s jeho ovládacím terminálem. V tomto případě se řízení provádí aplikací napětí mezi hradlem a zdrojem. V rámci tohoto typu existuje několik podtypů:
    • JFET: ty na spoji FET jsou vyčerpané a mají kanálovou nebo polovodičovou zónu, která může být jednoho nebo druhého typu. Podle toho mohou být zase:
      • Kanál N.
      • Z kanálu P.
    • MOSFET: jeho zkratka pochází z Metal Oxide Semiconductor FET, tak pojmenovaného proto, že pod kontaktem dveří se používá tenká vrstva oxidu křemičitého pro generování potřebného pole, kterým lze řídit průchod proudu jeho kanálem, aby mezi nimi mohl proudit zdroj a vydavatel. Kanál může být typu P, takže tam budou dvě studny N pro odtok a zdroj; nebo typu N se dvěma jamkami typu P pro zdroj a odtok. Liší se od výše uvedeného, ​​v tomto případě můžete mít:
      • Odklonění nebo vyčerpání:
        • Kanál N.
        • Z kanálu P.
      • Vylepšené nebo vylepšené:
        • Kanál N.
        • Z kanálu P.
      • Ostatní: TFT, CMOS, ...
  • Další.

the rozdíly jsou založeny na vnitřní architektuře polovodičových zón každý…

MOSFET

Un MOSFET vám umožní zvládnout velké zátěže, což může být užitečné pro určité obvody s vaším Arduino, jak uvidíte později. Díky jeho výhodám je ve skutečnosti tak užitečný v moderní elektronice. Může fungovat jako zesilovač nebo elektronicky řízený spínač. U každého typu MOSFET, který si koupíte, již víte, že byste si měli přečíst datový list a zobrazit vlastnosti, protože nejsou všechny stejné.

Rozdíl mezi jedním z kanál N a P Je to:

  • Kanál P: K aktivaci kanálu P pro průchod proudu je na bránu přivedeno záporné napětí. Zdroj musí být připojen na kladné napětí. Pamatujte, že kanál, na kterém je brána, je kladný, zatímco jamky pro odtok a zdroj jsou záporné. Tímto způsobem je proud „tlačen“ kanálem.
  • Kanál N: V tomto případě je na bránu přivedeno kladné napětí.

Jeho velmi levné zboží, takže si jich můžete koupit velkou hrst bez velkých nákladů. Zde jsou například některé reklamy, které si můžete zakoupit ve specializovaných prodejnách:

Pokud ho budete používat pro vyšší síly, zahřeje se, takže by bylo dobré použít a chladič pro jeho chlazení trochu…

Integrace s Arduino

schematické s Arduino

MOSFET může být velmi praktický pro ovládání signálů pomocí vašeho arduino deska, proto může sloužit podobným způsobem jako reléový modul, Pokuď si pamatuješ. Ve skutečnosti se moduly MOSFET prodávají také pro Arduino, jak je tomu u IRF520N, jeden z nejpopulárnějších. U těchto modulů již máte tranzistor namontovaný na malém PCB a jeho použití je snazší.

Ale není to jediný, který můžete s Arduinem použít, existují i ​​další docela běžné, jako například IRF520, IRF540, které umožňují jmenovité proudy 9.2 a 28A, v porovnání s 14A pro IRF530.

Existuje mnoho modelů MOSFET, ale ne všem se doporučuje používat přímo s procesorem, jako je Arduino kvůli omezení napětí a intenzity na jeho výstupech.

Pokud používáte modul IRF530N, dát Příklad, můžete spojit konektor označený SIG na desce s jedním z kolíků na desce Arduino UNO, jako je D9. Poté připojte GND a Vcc k odpovídajícím na desce Arduino, jako je GND a 5v, v tomto případě k napájení.

Týkající se kód Jednoduché, které by regulovalo toto jednoduché schéma, by bylo následující, což by umožnilo nechat výstupní zátěž projít nebo ne každých 5 sekund (v případě našeho schématu by to byl motor, ale může to být, co chcete .. .):

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
}


Obsah článku se řídí našimi zásadami redakční etika. Chcete-li nahlásit chybu, klikněte zde.

Buďte první komentář

Zanechte svůj komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Povinné položky jsou označeny *

*

*

  1. Odpovědný za údaje: Miguel Ángel Gatón
  2. Účel údajů: Ovládací SPAM, správa komentářů.
  3. Legitimace: Váš souhlas
  4. Sdělování údajů: Údaje nebudou sděleny třetím osobám, s výjimkou zákonných povinností.
  5. Úložiště dat: Databáze hostovaná společností Occentus Networks (EU)
  6. Práva: Vaše údaje můžete kdykoli omezit, obnovit a odstranit.