MOSFET: هر آنچه در مورد این نوع ترانزیستور باید بدانید

ترانزیستور

انواع مختلفی از ترانزیستور وجود دارد. این دستگاه های الکترونیکی برای وسایل الکترونیکی امروزی بسیار مهم هستند و دستیابی به موفقیت در انتقال از الکترونیک مبتنی بر لوله خلاuum به الکترونیک مبتنی بر حالت جامد ، بسیار قابل اطمینان تر و مصرف برق کمتر را نشان می دهند. در حقیقت، ماسفت از آنها در اکثر تراشه ها یا مدارهای مجتمع استفاده می شود ، اگرچه برای بسیاری از کاربردهای دیگر می توانید آنها را در صفحه های مدار چاپی نیز پیدا کنید.

خوب ، چگونه است؟ چنین دستگاه نیمه هادی مهمی، من قصد دارم هر آنچه را که باید در مورد این کار علمی و مهندسی بدانید به شما ارائه می دهم که به ما امکان می دهد مدارهای زیادی ایجاد کنیم و از بسیاری جهات زندگی ما را بهبود بخشیده است.

ترانزیستور چیست؟

کلمه ترانزیستور از مقاومت-انتقال حاصل می شود، و این در سال 1951 اختراع شد ، اگرچه در اروپا قبلاً حق ثبت اختراعات و پیشرفت هایی وجود داشت قبل از اینکه آمریکایی ها اولین طرح را ارائه دهند ، گرچه این داستان دیگری است ... در آن زمان آنها به دنبال دستگاهی بر اساس حالت جامد ، نیمه هادی بودند که می تواند جایگزین دریچه های خلا cr خام و غیرقابل اعتماد شود که رایانه ها و دیگر ابزارهای الکترونیکی آن زمان را تشکیل می دهند.

این شیرآلات یا لوله های خلاuum این معماری مشابه لامپ های معمولی است و بنابراین سوخته است. برای اینکه دستگاهها کار کنند مجبور بودند مرتباً تعویض شوند. علاوه بر این ، آن را گرم می کردند ، و این بدان معنی است که آنها به دلیل ناکارآمدی خود مقدار زیادی انرژی را به صورت گرما هدر دادند. بنابراین ، آنها به هیچ وجه عملی نبودند و نیاز مبرم به جایگزینی داشتند.

خوب ، در آزمایشگاه های AT&T بل ، ویلیامز شوکلی ، جان باردین و والتر براتین آنها برای ایجاد آن دستگاه نیمه هادی دست به کار شدند. حقیقت این است که آنها در یافتن کلید مشکل داشتند. این پروژه مخفی نگه داشته شد زیرا مشخص بود که چیزی مشابه در اروپا در حال توسعه است. اما جنگ جهانی دوم عبور کرد و شخصیت های اصلی باید به نبرد می رفتند. در راه بازگشت ، آنها به طرز مرموزی راه حل را پیدا کرده بودند.

El نمونه اولیه آنها بسیار خشن بودند و مشکلات جدی در طراحی داشتند. در میان آنها ، تولید انبوه آن پیچیده و پیچیده بود. علاوه بر این ، از قطعات طلایی استفاده می شد که باعث گران شدن آن می شد و نوک آن گاهی از تماس با کریستال نیمه هادی جلوگیری می کرد ، بنابراین کار را متوقف کرد و برای تماس مجدد مجبور به فشار آن شد. حقیقت این است که با این اختراع چیز کمی حل شده بود ، اما کم کم پیشرفت می کرد و انواع جدیدی به وجود می آمد.

آنها قبلاً یک جز electronic الکترونیکی داشتند حالت جامد و کوچکتر برای کاهش اندازه رادیوها ، دزدگیرها ، اتومبیل ها ، رایانه ها ، تلویزیون ها و غیره

قطعات و عملکرد

mosfet

ترانزیستور از سه پایه یا کنتاکت تشکیل شده است که به نوبه خود با آن تماس می گیرند سه منطقه نیمه هادی متفاوت. در دو قطبی این مناطق را امیتر ، پایه و جمع کننده می نامند. از طرف دیگر ، در تک قطبی ها ، مانند MOSFET ، آنها معمولاً منبع ، دروازه و تخلیه نامیده می شوند. شما باید داده های داده یا کاتالوگ ها را بخوبی بخوانید تا بدانید چگونه پین ​​های آنها را به خوبی شناسایی کرده و آنها را اشتباه نگیرید ، زیرا این عمل به آن بستگی دارد.

مقاله مرتبط:
ترانزیستور 2N2222: هر آنچه لازم است بدانید

La در یا پایه این عمل مانند این است که گویی سوئیچ است ، عبور جریان بین دو سر دیگر را باز یا بسته می کند. اینجوری کار میکند. و بر این اساس می توان از آن برای دو عملکرد اساسی استفاده کرد:

  • عملکرد 1: این می تواند برای عبور یا قطع سیگنال های الکتریکی عمل کند ، یعنی به عنوان سوئیچ الکترونیک دیجیتال. این برای سیستم باینری یا دیجیتال مهم است ، زیرا با کنترل گیت (با 0 یا 1) می توانید یک مقدار یا مقدار دیگر را در خروجی آن بدست آورید (0/1). به این ترتیب می توان دروازه های منطقی را تشکیل داد.
  • عملکرد 2: همچنین می تواند برای الکترونیک آنالوگ ، به عنوان تقویت کننده سیگنال استفاده شود. اگر شدت کمی به پایه برسد ، می توان آن را به یک بزرگتر بین جمع کننده و انتشار دهنده تبدیل کرد که می تواند به عنوان یک خروجی استفاده شود.

انواع ترانزیستور

نمادهای MOSFET

نمادهای MOSFET N و P

 

هنگامی که عملیات اساسی و اندکی از تاریخچه آن مشاهده شد ، با گذشت زمان بهبود یافته و ترانزیستورهایی ایجاد شده اند که برای نوع خاصی از کاربردها بهینه شده اند و باعث ایجاد همه این دو خانواده که به نوبه خود انواع مختلفی دارند:

به یاد داشته باشید که ناحیه N نوعی نیمه هادی است که با ناخالصی های دهنده ، یعنی ترکیبات پنج ظرفیتی (فسفر ، آرسنیک و ...) دوپ شده است. این به آنها امکان می دهد تا الکترون را (-) رها کنند ، زیرا حامل های اکثریت الکترون هستند ، در حالی که اقلیت ها حفره ها هستند (+). در مورد یک منطقه P برعکس است ، اکثریت سوراخ ها (+) خواهد بود ، به همین دلیل است که به آن چنین می گویند. یعنی الکترونها را جذب می کنند. برای رسیدن به این هدف ، آن را با سایر ناخالصی های پذیرنده ، یعنی گفته می شود ، مواد سه گانه (آلومینیوم ، ایندیم ، گالیم ، ...) دوپ می کند. به طور معمول نیمه هادی پایه معمولاً سیلیکون یا ژرمانیم است ، اگرچه انواع دیگری نیز وجود دارد. دوپانت ها معمولاً در دوزهای بسیار کم به ترتیب یک اتم ناخالصی به ازای هر 100.000.000 اتم نیمه هادی قرار دارند. در برخی موارد ، مناطق سنگین یا بسیار دوپ مانند P + یا N + می توانند تشکیل شوند که دارای 1 اتم ناخالصی در هر 10.000 است.

  • BJT (ترانزیستور اتصال دو قطبی): این ترانزیستور دو قطبی ، معمولی ترین است. برای تنظیم جریان جمع کننده باید یک جریان پایه به آن تزریق شود. در داخل دو نوع وجود دارد:
    • NPN: همانطور که از نام آن مشخص است ، این منطقه دارای یک منطقه نیمه هادی است که از نوع N ساخته شده است تا مانند یک ساطع کننده ، دیگری P مرکزی به عنوان پایه و دیگری برای کلکتور نیز از نوع N باشد.
    • PNP: در این حالت برعکس است ، پایه از نوع N و دو باقی مانده از نوع P خواهد بود که رفتار الکتریکی و نحوه استفاده آن را کاملاً تغییر می دهد.
  • FET (ترانزیستور اثر میدان): ترانزیستور اثر میدانی و تفاوت بارز آن با BJT نحوه کار با ترمینال کنترل آن است. در این حالت کنترل با اعمال ولتاژ بین دروازه و منبع انجام می شود. در این نوع چندین زیرگروه وجود دارد:
    • JFET: اتصالات FET تخلیه می شوند و دارای یک کانال یا منطقه نیمه هادی هستند که می تواند از یک نوع یا نوع دیگر باشد. با توجه به این ، آنها می توانند به نوبه خود:
      • کانال N.
      • از کانال P
    • ماسفت: نام اختصاری آن از Metal Oxide Semiconductor FET می باشد ، بنابراین به این دلیل نامگذاری شده است که از یک لایه نازک دی اکسید سیلیسیم در تماس با درب استفاده می شود تا زمینه لازم را ایجاد کند که می توان عبور جریان از کانال آن را کنترل کرد تا جریان بین آن وجود داشته باشد. منبع و صادر کننده کانال می تواند از نوع P باشد ، بنابراین دو چاه N برای تخلیه و منبع وجود دارد. یا از نوع N ، با دو چاه نوع P برای منبع و تخلیه. آنها تا حدودی متفاوت با موارد فوق هستند ، در این حالت می توانید داشته باشید:
      • انحراف یا خستگی:
        • کانال N.
        • از کانال P
      • پیشرفته یا بهبود یافته:
        • کانال N.
        • از کانال P
      • سایر موارد: TFT ، CMOS ، ...
  • به دیگران است.

این تفاوت ها بر اساس معماری داخلی مناطق نیمه هادی است هر یک…

ماسفت

Un ماسفت به شما امکان می دهد بارهای زیادی را تحمل کنید ، که می تواند برای مدارهای خاصی با Arduino مفید باشد ، همانطور که بعدا خواهید دید. در حقیقت ، مزایای آن باعث شده تا در الکترونیک مدرن بسیار مفید واقع شود. این می تواند به عنوان یک تقویت کننده یا یک سوئیچ کنترل الکترونیکی عمل کند. برای هر نوع MOSFET که خریداری می کنید ، از قبل می دانید که برای دیدن ویژگی ها باید صفحه داده را بخوانید ، زیرا همه آنها یکسان نیستند.

تفاوت بین یکی از کانال N و P است:

  • کانال P: برای فعال سازی کانال P برای عبور جریان ، ولتاژ منفی به گیت اعمال می شود. منبع باید به ولتاژ مثبت متصل شود. توجه داشته باشید که کانالی که گیت روشن است مثبت است ، در حالی که چاه های تخلیه و منبع منفی هستند. به این ترتیب جریان از طریق کانال "هل داده می شود".
  • کانال N: در این حالت ولتاژ مثبتی به گیت اعمال می شود.

آن اقلام بسیار ارزان، بنابراین می توانید تعداد انگشت شماری از آنها را بدون هیچ هزینه زیادی خریداری کنید. به عنوان مثال ، در اینجا برخی از تبلیغات تجاری است که می توانید در فروشگاه های تخصصی خریداری کنید:

اگر می خواهید از آن برای قدرت های بالاتر استفاده کنید گرم می شود ، بنابراین خوب است که از a استفاده کنید هیت سینک خنک شود کمی

ادغام با آردوینو

شماتیک با آردوینو

MOSFET می تواند برای کنترل سیگنالها با خود بسیار کاربردی باشد تخته آردوینو، بنابراین ، می تواند به روشی مشابه چگونگی عملکرد ماژول رله، اگر یادت باشه. در حقیقت ، ماژول های MOSFET نیز مانند Arduino برای Arduino فروخته می شوند IRF520N، یکی از محبوب ترین ها. با استفاده از این ماژول ها شما ترانزیستور را روی PCB کوچک نصب کرده اید و استفاده از آن آسان تر است.

اما این تنها موردی نیست که می توانید با Arduino استفاده کنید ، موارد رایج دیگری نیز وجود دارد IRF520 ، IRF540، که اجازه می دهد جریان اسمی به ترتیب 9.2 و 28A باشد ، در مقایسه با 14A برای IRF530.

مدل های MOSFET بسیاری وجود دارد اما به همه توصیه نمی شود که مستقیماً با پردازنده ای مانند Arduino استفاده شوند به دلیل محدودیت ولتاژ و شدت در خروجی های آن.

اگر از ماژول IRF530N استفاده می کنید ، قرار دهید یک مثال، می توانید کانکتور علامت گذاری شده SIG روی صفحه را با یکی از پایه های صفحه بچسبانید Arduino UNO، مانند D9. سپس GND و Vcc را به موارد مربوطه در برد آردوینو مانند GND و 5v در این حالت متصل کنید تا تغذیه شود.

در Al cuanto رمز ساده ای که این طرح ساده را تنظیم می کند ، موارد زیر است: آنچه که انجام می دهد این است که بار خروجی هر 5 ثانیه عبور کند یا نه (در مورد طرح ما این یک موتور است ، اما می تواند هرچه شما بخواهید باشد.) .):

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
}


محتوای مقاله به اصول ما پیوست اخلاق تحریریه. برای گزارش یک خطا کلیک کنید اینجا.

اولین کسی باشید که نظر

نظر خود را بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخشهای موردنیاز علامتگذاری شدهاند با *

*

*

  1. مسئول داده ها: میگل آنخل گاتون
  2. هدف از داده ها: کنترل هرزنامه ، مدیریت نظرات.
  3. مشروعیت: رضایت شما
  4. ارتباط داده ها: داده ها به اشخاص ثالث منتقل نمی شوند مگر با تعهد قانونی.
  5. ذخیره سازی داده ها: پایگاه داده به میزبانی شبکه های Occentus (EU)
  6. حقوق: در هر زمان می توانید اطلاعات خود را محدود ، بازیابی و حذف کنید.