MOSFET: alt du trenger å vite om denne typen transistor

Det er flere typer transistorer. Disse elektroniske enhetene er veldig viktige for dagens elektronikk, og de representerte et gjennombrudd i å gå fra vakuumrørsbasert elektronikk til solid state-basert elektronikk, mye mer pålitelig og lavere strømforbruk. Faktisk, MOSFET De brukes i de fleste chips eller integrerte kretser, selv om du også kan finne dem på kretskort for mange andre applikasjoner.

Vel, hvordan er det? en så viktig halvlederanordning, Jeg skal presentere deg alt du trenger å vite om dette vitenskapelige og tekniske arbeidet som lar oss lage så mange kretser og som har forbedret livene våre på mange måter.

Hva er en transistor?

Ordet transistor kommer fra overføringsmotstand, og det ble oppfunnet i 1951, selv om det allerede i Europa fantes patenter og utviklinger før amerikanerne presenterte det første designet, selv om dette er en annen historie ... På den tiden lette de etter en enhet basert på solid state, halvleder, at kunne erstatte de rå og upålitelige vakuumventilene som utgjorde datamaskiner og andre elektroniske apparater fra den tiden.

Las ventiler eller vakuumrør Den har en arkitektur som ligner på konvensjonelle lyspærer, og brennes derfor også ut. De måtte byttes ut ofte for å holde maskinene i gang. I tillegg ble den oppvarmet, og det betyr at de kastet bort store mengder energi i form av varme på grunn av deres ineffektivitet. Derfor var de ikke praktiske i det hele tatt, og de hadde stort behov for en erstatning.

Vel, i AT&T Bell Labs, Williams Shockley, John Bardeen og Walter Brattain de begynte å lage halvlederenheten. Sannheten er at de hadde vanskelig for å finne nøkkelen. Prosjektet ble holdt hemmelig fordi det var kjent at noe lignende utviklet seg i Europa. Men andre verdenskrig ble krysset, og hovedpersonene måtte ut i kamp. På vei tilbake hadde de på mystisk vis allerede funnet løsningen.

El første prototype de skapte var veldig rå og ga alvorlige designproblemer. Blant dem var det komplisert og komplisert å masseprodusere. I tillegg brukte den gulldeler som gjorde det dyrere, og spissen stoppet noen ganger å ta kontakt med halvlederkrystallen, så den sluttet å fungere og måtte presses for å få kontakt igjen. Sannheten er at lite hadde blitt løst med denne oppfinnelsen, men litt etter litt ble de bedre og nye typer dukket opp.

De hadde allerede en elektronisk komponent av solid state og mindre for å redusere størrelsen på radioer, alarmer, biler, datamaskiner, TV-apparater, etc.

Deler og drift

Transistoren består av tre pinner eller kontakter, som igjen tar kontakt med tre soner differensiert halvleder. I bipolarer kalles disse områdene emitter, base og samler. På den annen side, i unipolare, som MOSFET, kalles de vanligvis kilde, gate og avløp. Du må lese databladene eller katalogene godt for å vite hvordan du kan identifisere pinnene deres og ikke forvirre dem, siden operasjonen vil avhenge av det.

Relatert artikkel:

2N2222 transistor: alt du trenger å vite

La dør eller sokkel Det fungerer som om det var en bryter, som åpnet eller lukket strømmen mellom de to andre endene. Slik fungerer det. Og basert på dette kan den brukes til to grunnleggende funksjoner:

• Funksjon 1: Den kan fungere for å sende eller kutte elektriske signaler, det vil si som en bryter for digital elektronikk. Dette er viktig for det binære eller digitale systemet, siden ved å kontrollere porten (med 0 eller 1), kan du få en eller annen verdi ved utgangen (0/1). På den måten kan logiske porter dannes.
• Funksjon 2: kan også brukes, for analog elektronikk, som signalforsterkere. Hvis en liten intensitet når basen, kan den konverteres til en større mellom oppsamleren og emitteren som kan brukes som utgang.

Typer transistorer

Når den grunnleggende operasjonen og litt av historien har blitt sett, har de over tid blitt forbedret og opprettet transistorer optimalisert for en bestemt type applikasjon, noe som gir opphav til alle disse to familiene som igjen har flere typer:

Husk at N-sonen er en type halvleder dopet med donor urenheter, det vil si pentavalente forbindelser (fosfor, arsen, ...). Dette vil tillate dem å gi opp elektroner (-), siden majoritetsbærerne er elektronene, mens de mindste er hullene (+). I tilfelle av en P-sone er det motsatt, flertallet vil være hullene (+), det er derfor det kalles det. Det vil si at de vil tiltrekke seg elektroner. For å oppnå dette er det dopet med andre akseptor-urenheter, det vil si trivalenter (aluminium, indium, gallium, ...). Normalt er basehalvlederen vanligvis silisium eller germanium, selv om det er andre typer. Dopantene er vanligvis i svært lave doser, i størrelsesorden ett atom med urenheter for hver 100.000.000 atomer i halvlederen. Ved noen anledninger kan det dannes tunge eller sterkt dopede områder som P + eller N +, som har 1 urenheter atom per 10.000 XNUMX.

• BJT (Bipolar Junction Transistor): det er den bipolare transistoren, den mest konvensjonelle. I dette må du injisere en grunnstrøm for å regulere samlerstrømmen. Innvendig er det to typer:
  • NPN: Som navnet antyder, har den en halvleder sone dopet til å være av type N for å fungere som en emitter, en annen sentral P som base, og en annen for samleren også av type N.
  • PNP: i dette tilfellet er det omvendt, basen vil være av type N, og de resterende to av typen P. Det vil helt endre dens elektriske oppførsel og måten den brukes på.
• FET (felteffekttransistor): felteffekttransistoren, og den mest bemerkelsesverdige forskjellen fra BJT er måten den betjenes med sin kontrollterminal. I dette tilfellet gjøres kontrollen ved å påføre en spenning mellom porten og kilden. Innen denne typen er det flere undertyper:
  • JFET: de av FET-krysset er utarmning, og har en kanal eller halvledersone som kan være av en eller annen type. I følge det kan de være i sin tur:
    • Kanal N.
    • Fra kanal P.
  • MOSFET: akronymet kommer fra Metal Oxide Semiconductor FET, så kalt fordi et tynt lag silisiumdioksid brukes under kontakt med døren for å generere det nødvendige feltet som strømmen gjennom kanalen kan styres med slik at det er strøm mellom kilde og utsteder. Kanalen kan være av type P, så det vil være to brønner N for avløp og kilde; eller N-type, med to P-type brønner for kilde og avløp. De er noe forskjellige fra ovenstående, i dette tilfellet kan du ha:
    • Bøyning eller utmattelse:
      • Kanal N.
      • Fra kanal P.
    • Forbedret eller forbedret:
      • Kanal N.
      • Fra kanal P.
    • Andre: TFT, CMOS, ...
• Andre.

Las Forskjellene er basert på den interne arkitekturen i halvledersonene Hver…

MOSFET

Un MOSFET lar deg håndtere store belastninger, noe som kan være nyttig for visse kretser med Arduino, som du vil se senere. Faktisk gjør fordelene det så nyttig i moderne elektronikk. Den kan fungere som en forsterker eller en elektronisk styrt bryter. For hver type MOSFET du kjøper, vet du allerede at du bør lese databladet for å se egenskapene, siden de ikke er like.

Forskjellen mellom en av kanal N og P er:

• Kanal P: For å aktivere kanal P for å passere strøm, påføres porten en negativ spenning. Kilden må være koblet til en positiv spenning. Merk at kanalen porten er på er positiv, mens brønnene for avløp og kilde er negative. På denne måten "skyves" strømmen gjennom kanalen.
• Kanal N: I dette tilfellet tilføres en positiv spenning til porten.

Dens veldig billige varerslik at du kan kjøpe en god håndfull av dem uten store kostnader. Her er for eksempel noen reklame som du kan kjøpe i spesialforretninger:

• Ingen produkter funnet..
• N-kanal MOSFET-transistorer.
• Ingen produkter funnet..
• Heatsinks.

Hvis du skal bruke den til høyere krefter, vil den varme opp, så det ville være bra å bruke en kjøleribben for å kjøle den ned litt…

Integrasjon med Arduino

En MOSFET kan være veldig praktisk å kontrollere signaler med din arduino bordDerfor kan den tjene på en lignende måte som hvordan relémodul, Hvis du husker. Faktisk selges MOSFET-moduler også til Arduino, slik tilfellet er med Ingen produkter funnet., en av de mest populære. Med disse modulene har du allerede transistoren montert på et lite PCB, og det er lettere å bruke.

Men det er ikke den eneste du kan bruke med Arduino, det er også andre ganske vanlige som IRF520, IRF540, som tillater nominelle strømmer på henholdsvis 9.2 og 28A, sammenlignet med 14A for IRF530.

Det er mange MOSFET-modeller tilgjengelig, men ikke alle anbefales å bruke direkte med en prosessor som Arduino på grunn av begrensningen av spenning og intensitet i utgangene.

Hvis du bruker IRF530N-modulen, for å si Et eksempel, du kan koble kontakten merket SIG på kortet med en av pinnene på kortet Arduino UNO, som D9. Koble deretter GND og Vcc til de tilsvarende på Arduino-kortet, for eksempel GND og 5v, i dette tilfellet for å drive det.

Som til kode Enkelt som ville regulere dette enkle opplegget, ville være følgende, hva det gjør er å la utgangsbelastningen passere eller ikke hvert 5. sekund (i tilfelle av opplegget vårt ville det være en motor, men det kan være hva du vil .. .):

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
}