Endnu et element at tilføje til vores elektronisk komponentliste er N-kanal MOSFET transistor kaldet IRF520. Det er en transistor, som du kan finde i forskellige formater, både uafhængige til at tilføje til dine kredsløb, og også i modul, hvis du ønsker mere komfort.
I denne artikel vil vi se alle detaljer og tekniske specifikationer af IRF520 og også et eksempel på, hvordan det ville blive brugt med Arduino.
Hvad er en N-kanal MOSFET transistor? og hvordan det virker
Un MOSFET (metal-oxid-halvleder-felteffekttransistor) Det er en type felteffekttransistor, der er meget udbredt i moderne elektronik. N-kanal versionen er den, vi er interesseret i i dette tilfælde, og det betyder, at de fleste ladningsbærere, der leder strømmen, er elektroner (negative ladninger).
Som du ved, har MOSFET tre terminaler som ses på billedet ovenfor, såsom port, afløb og kilde. Det vil sige styringen til at åbne eller lukke strømmen af strøm, der passerer gennem kanalen fra kilden til afløbet, mens kilden er der, hvor strømmen kommer ind og afløbet, hvor strømmen går.
Driften af N-kanal MOSFET er baseret på skabe en ledende kanal mellem drænet og kilden ved at påføre en positiv spænding til porten. Forestil dig en sandwich: et lag af P-type halvledermateriale (med huller som hovedbærere) fungerer som brød, og mellem disse lag er der et oxidlag (isolator) og et lag af N-type halvledermateriale (med elektroner som bærere) . flertal). Når en positiv spænding påføres porten i forhold til kilden, skabes et elektrisk felt, der tiltrækker frie elektroner fra N-type-materialet mod grænsefladen mellem oxidet og P-type-materialet.
dette Akkumulering af elektroner i området nær porten danner en N-type ledende kanal. Denne kanal fungerer som en bro mellem afløbet og kilden, hvilket tillader strøm at flyde. Ved at variere spændingen ved porten kan man styre bredden af kanalen og dermed mængden af strøm, der løber mellem afløbet og kilden. Hvis portspændingen fjernes, forsvinder kanalen, og strømmen afbrydes.
Når der ikke tilføres spænding til porten, er der ikke noget elektrisk felt til at tiltrække elektronerne og danne kanalen. Derfor er enheden i en afbrudt tilstand og leder ikke strøm. Ved at påføre en positiv spænding til porten, a elektrisk felt, der tiltrækker elektroner og danner kanalen. Jo højere spænding, jo bredere er kanalen og jo større strøm kan strømme.
Som du allerede ved, bruges disse MOSFET-transistorer til en lang række forskellige applikationer, som fungerer som svage signalforstærkere, til switche til digitale kredsløb, til AC-invertere eller som motorcontrollere, hvilket vil være det eksempel, jeg vil give senere. giver dig mulighed for at styre hastigheden og retningen af DC-motoren.
Hvad er IRF520?
El IRF520 Det er en unipolær N-kanal MOSFET transistor, som jeg nævnte før. Den er designet til at håndtere relativt høje strømme og spændinger. Det er en meget populær komponent i elektronik på grund af dens alsidighed og brugervenlighed.
Pinout og tekniske egenskaber for IRF520
den tekniske egenskaber for IRF520 De varierer lidt afhængigt af producenten og versionen af enheden, men her er en oversigt over de typiske specifikationer, som du finder i deres datablad:
- Drain-source spænding (Vds): Den er normalt 100V, hvilket betyder, at den kan modstå en potentialforskel på op til 100 volt mellem afløbet og kilden.
- Kontinuerlig drænstrøm (Id): omkring 9.2A ved 25°C, selvom dette kan variere afhængigt af strømtab.
- antændelsesmodstand: Typisk 0.27 ohm, dette er modstanden mellem drænet og kilden, når MOSFET'en er helt tændt. Lavere modstand betyder lavere dissipationstab.
- Gate-kilde spænding (Vgs): Det er normalt 10V, men tærskelspændingen (den mindste spænding, der er nødvendig for at tænde MOSFET) er lavere.
- Dissipationskraft: omkring 60W, men kræver en passende køleplade for at fungere ved denne effekt.
- Emballage: Det kommer normalt som en TO-220, en almindelig plastikpakke til krafttransistorer.
- Lavt koblingstab- IRF520 er kendt for sin hurtige omskiftning, hvilket betyder, at den kan skifte tilstand (tænd/sluk) meget hurtigt, hvilket minimerer strømtab.
- Høj pålidelighed: Det er en robust og pålidelig enhed, ideel til industrielle og forbrugeranvendelser.
- let at styre- Den kan styres med lavspændings digitale signaler, hvilket gør den kompatibel med mikrocontrollere såsom Arduino.
Ligesom transistorer har den tre stifter eller pinout, den for porten, source og afløb, at hvis du ser på transistoren fra dens forside, det vil sige, som den ser ud på det forrige billede, har du, at stiften til venstre er den 1, der svarer til porten, midterstift Den er fra afløbet eller 2, og 3 svarer til den til højre, som er kilden.
Formater og hvor man kan købe
Ud over TIL emballage som jeg nævnte tidligere, er der også moduler med IRF520 som omfatter større faciliteter for tilslutning. Dens pris er billig, og du kan finde den i mange elektronikbutikker, også på Amazon:
Eksempel på anvendelser af IRF520 med Arduino
Til sidst vil vi inkludere et eksempel på anvendelse af IRF520 med vores yndlingsbræt, den Arduino UNO. I dette tilfælde vil et HCMODU0083-modul blive brugt med en IRF520, der fungerer som en controller for jævnstrøms- eller DC-motorer. Her kan der udføres en meget præcis styring med PWM-impulser som teknik, og ved at styre den variable indgangsspænding kan der opnås kontrol over motorhastigheden.
Kredsløbet til at teste IRF520 er meget enkelt, du skal bare oprette det kredsløb, der vises på det forrige billede, ved hjælp af et potentiometer, et 9V batteri og en motor. Med hensyn til forbindelsen, hvad vi vil gøre, er at forbinde 5V GND- og VCC-udgangene på Arduino-kortet med potentiometeret og disse også til den tilsvarende GND og VCC på IRF520-modulet og også til analog ben 3 på Arduino. Hvad angår vores moduls SIG, vil det blive forbundet direkte til ben 9 på Arduino-kortet til kontrol ved hjælp af PWM-impulser. Derudover skal du også forbinde Vin af modulet til et 9V batteri i vores tilfælde, selvom det ville fungere med ethvert 5 til 24V batteri. Til sidst vil fanen mærket Ud på modulet med V+ og V- blive forbundet til motorens to terminaler.
/*
IRF520-MOSFET Módulo controlador para motor CC
*/
#define PWM 3
int pot;
int out;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(PWM,OUTPUT);
}
void loop() {
pot=analogRead(A0);
out=map(pot,0,1023,0,255);
analogWrite(PWM,out);
}