MOSFET: kaikki mitä sinun tarvitsee tietää tämän tyyppisestä transistorista

Transistoreita on useita. Nämä elektroniset laitteet ovat erittäin tärkeitä nykypäivän elektroniikalle, ja ne edustivat läpimurtoa siirtymisessä tyhjiöputkipohjaisesta elektroniikasta puolijohdepohjaiseen elektroniikkaan, mikä on paljon luotettavampaa ja pienempää virrankulutusta. Itse asiassa, MOSFET Niitä käytetään useimmissa siruissa tai integroiduissa piireissä, vaikka löydät ne myös painetuista piirilevyistä moniin muihin sovelluksiin.

No, miten se on? niin tärkeä puolijohdelaiteEsittelen sinulle kaiken, mitä sinun tarvitsee tietää tästä tieteen ja tekniikan työstä, jonka avulla voimme tehdä niin monia piirejä ja jotka ovat parantaneet elämäämme monin tavoin.

Mikä on transistori?

Sana transistori tulee siirtovastuksesta, ja se keksittiin vuonna 1951, vaikka Euroopassa oli jo patentteja ja kehitystyötä, ennen kuin amerikkalaiset esittivät ensimmäisen mallin, vaikka tämä on toinen tarina ... Tuolloin he etsivät laitetta, joka perustui puolijohteeseen, joka voisi korvata raakoja ja epäluotettavia tyhjiöventtiilejä, jotka muodostivat tietokoneita ja muita elektronisia laitteita.

Las venttiilit tai tyhjiöputket Sen arkkitehtuuri on samanlainen kuin perinteisissä lampuissa, ja siksi se myös paloi. Ne oli vaihdettava usein koneiden pitämiseksi käynnissä. Lisäksi se lämmitettiin, ja se tarkoittaa, että he hukkasivat suuria määriä energiaa lämmön muodossa tehottomuutensa vuoksi. Siksi ne eivät olleet lainkaan käytännöllisiä ja tarvitsivat kipeästi korvaamista.

No, AT&T Bell Labs, Williams Shockley, John Bardeen ja Walter Brattain he ryhtyivät työskentelemään puolijohdelaitteen luomisessa. Totuus on, että heillä oli vaikea löytää avainta. Hanke pidettiin salassa, koska tiedettiin, että jotain vastaavaa oli kehittymässä Euroopassa. Mutta toinen maailmansota ylitettiin, ja päähenkilöiden oli mentävä taisteluun. Paluumatkalla he olivat salaperäisesti jo löytäneet ratkaisun.

El ensimmäinen prototyyppi heidän luomansa oli erittäin raakaa ja aiheutti vakavia suunnitteluongelmia. Niiden joukossa oli monimutkaista ja monimutkaista valmistaa. Lisäksi se käytti kullan osia, jotka kallistivat sitä, ja kärki lopetti toisinaan kosketuksen puolijohdekiteeseen, joten se lakkasi toimimasta ja sitä oli työnnettävä yhteyden muodostamiseksi uudelleen. Totuus on, että tällä keksinnöllä oli ratkaistu vähän, mutta vähitellen ne paranivat ja uusia tyyppejä ilmestyi.

Heillä oli jo elektroninen komponentti kiinteä tila ja pienempi pienentää radioiden, hälytysten, autojen, tietokoneiden, televisioiden jne. kokoa

Osat ja käyttö

Transistori koostuu kolmesta nastasta tai koskettimesta, jotka puolestaan ​​ovat yhteydessä toisiinsa kolme vyöhykettä eriytetty puolijohde. Bipolaareissa näitä alueita kutsutaan emitteriksi, pohjaksi ja kerääjäksi. Toisaalta unipolaarisissa, kuten MOSFET, niitä kutsutaan yleensä lähteeksi, portiksi ja tyhjennykseksi. Sinun täytyy lukea taulukkotiedot tai luettelot hyvin, jotta tiedät, kuinka tunnistaa niiden nastat hyvin, älä sekoita niitä, koska toiminta riippuu siitä.

Aiheeseen liittyvä artikkeli:

2N2222-transistori: kaikki mitä sinun tarvitsee tietää

La ovi tai pohja Se toimii kuin se olisi kytkin, joka avaisi tai sulkisi virran kulun kahden muun pään välillä. Näin se toimii. Ja tämän perusteella sitä voidaan käyttää kahteen perustoimintoon:

• Toiminto 1: Se voi toimia sähköisten signaalien siirtämiseksi tai katkaisemiseksi eli kytkimenä digitaaliseen elektroniikkaan. Tämä on tärkeää binaarijärjestelmälle tai digitaaliselle järjestelmälle, koska ohjaamalla porttia (0 tai 1), voit saada yhden tai toisen arvon sen lähdöstä (0/1). Näin logiikkaportit voidaan muodostaa.
• Toiminto 2: voidaan käyttää myös analogiseen elektroniikkaan signaalivahvistimina. Jos pieni voimakkuus saavuttaa tukiaseman, se voidaan muuntaa suuremmaksi keräimen ja emitterin välillä, jota voidaan käyttää ulostulona.

Transistoreiden tyypit

MOSFET-symbolit N ja P

Kun perustoiminta ja vähän sen historiaa on nähty, niitä on ajan myötä parannettu ja luotu transistoreita, jotka on optimoitu tietyn tyyppisiin sovelluksiin, mikä synnyttää kaiken nämä kaksi perhettä, joilla puolestaan ​​on useita tyyppejä:

Muista, että N-vyöhyke on eräänlainen puolijohde, johon on lisätty luovuttajan epäpuhtauksia, toisin sanoen viisiarvoisia yhdisteitä (fosfori, arseeni, ...). Tämä antaa heille mahdollisuuden luopua elektronista (-), koska enemmistön kantajat ovat elektroneja, kun taas vähemmistön kantajat ovat reikiä (+). P-vyöhykkeen tapauksessa se on päinvastainen, suurin osa on reikiä (+), siksi sitä kutsutaan niin. Eli ne houkuttelevat elektroneja. Tämän saavuttamiseksi se seostetaan muihin akseptorin epäpuhtauksiin, toisin sanoen trivalentteihin (alumiini, indium, gallium, ...). Normaalisti peruspuolijohde on yleensä piitä tai germaaniumia, vaikka on olemassa muita tyyppejä. Dopantit ovat yleensä hyvin pieninä annoksina, yhden epäpuhtausatomin luokkaa puolijohteen jokaista 100.000.000 1 10.000 atomia kohden. Joissakin tapauksissa voi muodostua raskaita tai erittäin seostettuja alueita, kuten P + tai N +, joissa on XNUMX epäpuhtausatomi XNUMX: aa kohti.

• BJT (kaksisuuntainen liitostransistori): se on kaksisuuntainen transistori, tavanomaisin. Tässä sinun on injektoitava perusvirta kollektorivirran säätämiseksi. Sisällä on kahta tyyppiä:
  • NPN: Kuten nimestäkin voi päätellä, sillä on puolijohdealue, joka on seostettu tyypin N tyypiksi toimimaan emitterinä, toinen keskus P pohjana ja toinen myös N-tyypin kerääjälle.
  • PNP: tässä tapauksessa on päinvastoin, pohja on tyyppiä N ja loput kaksi tyyppiä P. Se muuttaa täysin sen sähkökäyttäytymistä ja käyttötapaa.
• FET (kenttätransistori): kenttätransistori, ja sen merkittävin ero BJT: stä on tapa, jolla sitä käytetään ohjauspäätteellä. Tässä tapauksessa ohjaus tapahtuu soveltamalla jännitettä portin ja lähteen väliin. Tämän tyypin sisällä on useita alatyyppejä:
  • JFET: FET-liitoskohdat ovat tyhjentyneitä, ja niillä on kanava- tai puolijohdealue, joka voi olla tyyppiä tai toista. Sen mukaan ne voivat olla vuorollaan:
    • Kanava N.
    • Kanavalta P.
  • MOSFET: sen lyhenne on peräisin Metal Oxide Semiconductor FET: stä, joka on nimetty siksi, että oven kosketuksen alla käytetään ohutta piidioksidikerrosta luomaan tarvittava kenttä, jolla virran kulkua sen kanavan läpi voidaan hallita siten, että virtaus tapahtuu lähde ja liikkeeseenlaskija. Kanava voi olla tyyppiä P, joten tyhjennykseen ja lähteeseen tulee kaksi kuoppaa N; tai N-tyyppinen, kahdella P-tyyppisellä kaivolla lähteelle ja tyhjennykseen. Ne eroavat jonkin verran yllä olevista, tässä tapauksessa sinulla voi olla:
    • Hämärtyminen tai uupuminen:
      • Kanava N.
      • Kanavalta P.
    • Parannettu tai parannettu:
      • Kanava N.
      • Kanavalta P.
    • Muut: TFT, CMOS, ...
• Muut.

Las erot perustuvat puolijohdealueiden sisäiseen arkkitehtuuriin jokainen…

MOSFET

Un MOSFET avulla voit käsitellä suuria kuormia, joista voi olla hyötyä tietyille piireille Arduino-laitteellasi, kuten näet myöhemmin. Itse asiassa sen edut tekevät siitä niin hyödyllisen modernissa elektroniikassa. Se voi toimia vahvistimena tai elektronisesti ohjattavana kytkimenä. Jokaisen ostamasi MOSFET-tyypin kohdalla tiedät jo, että sinun pitäisi lukea tuotetiedot nähdäksesi ominaisuudet, koska ne eivät ole kaikki samat.

Ero yhden seuraavista: kanava N ja P on:

• Kanava P: Kanavan P aktivoimiseksi virran siirtämiseksi portille kohdistetaan negatiivinen jännite. Lähde on kytkettävä positiiviseen jännitteeseen. Huomaa, että kanava, jolla portti on, on positiivinen, kun taas viemärin ja lähteen kuopat ovat negatiivisia. Tällä tavalla virta "työnnetään" kanavan läpi.
• N kanava: Tässä tapauksessa porttiin kohdistetaan positiivinen jännite.

Sen erittäin halvat tuotteetjoten voit ostaa hyvän kourallisen niistä ilman suuria kustannuksia. Esimerkiksi tässä on joitain mainoksia, joita voit ostaa erikoisliikkeistä:

• Tuotteita ei löytynyt..
• N-kanavan MOSFET-transistorit.
• Tuotteita ei löytynyt..
• Jäähdytyselementit.

Jos aiot käyttää sitä suuremmille tehoille, se lämpenee, joten olisi hyvä käyttää a jäähdytyselementti sen jäähdyttämiseksi vähän…

Integrointi Arduinon kanssa

MOSFET voi olla hyvin käytännöllinen ohjata signaaleja arduino-lautaSiksi se voi toimia samalla tavalla kuin miten rele moduuli, Jos muistat. Itse asiassa MOSFET-moduuleja myydään myös Arduinolle, kuten Tuotteita ei löytynyt., yksi suosituimmista. Näillä moduuleilla transistori on jo asennettu pieneen piirilevyyn ja sitä on helpompi käyttää.

Mutta se ei ole ainoa, jota voit käyttää Arduinon kanssa, on myös muita melko yleisiä, kuten IRF520, IRF540, jotka sallivat nimellisvirran 9.2 ja 28A, vastaavasti IRF14: n 530A: han.

Saatavilla on monia MOSFET-malleja, mutta kaikkia ei suositella käytettäväksi suoraan prosessorilla, kuten Arduino sen lähtöjen jännitteen ja voimakkuuden rajoituksen vuoksi.

Jos käytät IRF530N-moduulia, laittaa Esimerkki, voit liittää kortilla olevan SIG-merkinnällä varustetun liittimen yhteen kortin nastoista Arduino UNO, kuten D9. Liitä sitten GND ja Vcc vastaaviin Arduino-kortilla, kuten tässä tapauksessa GND ja 5v.

Mitä koodi Yksinkertainen, joka säätelisi tätä yksinkertaista järjestelmää, olisi seuraava, mikä se on antaa lähtökuorman kulkea tai ei 5 sekunnin välein (järjestelmämme tapauksessa se olisi moottori, mutta se voi olla mitä haluat .. .):

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
}