MOSFET: tudo o que você precisa saber sobre esse tipo de transistor

Existem vários tipos de transistores. Esses dispositivos eletrônicos são muito importantes para a eletrônica de hoje e representaram um avanço na mudança da eletrônica baseada em tubo de vácuo para a eletrônica baseada em estado sólido, muito mais confiável e com menor consumo de energia. Na verdade, MOSFET Eles são usados na maioria dos chips ou circuitos integrados, embora você também possa encontrá-los em placas de circuito impresso para muitas outras aplicações.

Bem, como está? um dispositivo semicondutor tão importante, Vou apresentar-lhe tudo o que você precisa saber sobre este trabalho de ciência e engenharia que nos permite fazer tantos circuitos e que tem melhorado nossas vidas de muitas maneiras.

O que é um transistor?

Palavra transistor vem do resistor de transferência, e foi inventado em 1951, embora na Europa já houvesse patentes e desenvolvimentos antes de os americanos apresentarem o primeiro design, embora isso seja outra história ... Naquela época eles procuravam um dispositivo baseado em estado sólido, semicondutor, que poderia substituir as válvulas de vácuo rudimentares e não confiáveis que constituíam os computadores e outros dispositivos eletrônicos da época.

Os válvulas ou tubos de vácuo Tem uma arquitetura semelhante às lâmpadas convencionais e, portanto, também está queimada. Eles tiveram que ser substituídos com freqüência para manter as máquinas em funcionamento. Além disso, foi aquecido, o que significa que desperdiçaram grandes quantidades de energia na forma de calor devido à sua ineficiência. Portanto, eles não eram práticos e precisavam urgentemente de uma substituição.

Bem, no AT&T Bell Labs, Williams Shockley, John Bardeen e Walter Brattain eles começaram a trabalhar criando aquele dispositivo semicondutor. A verdade é que eles tiveram dificuldade em encontrar a chave. O projeto foi mantido em segredo porque se sabia que algo semelhante estava se desenvolvendo na Europa. Mas a Segunda Guerra Mundial foi vencida e os protagonistas tiveram que ir para a batalha. No caminho de volta, eles misteriosamente já haviam encontrado a solução.

El primeiro protótipo eles criaram era muito bruto e apresentava sérios problemas de design. Entre eles, era complexo e complicado de produzir em massa. Além disso, ele usava peças de ouro que o tornavam mais caro e a ponta às vezes parava de fazer contato com o cristal semicondutor, então ele parava de funcionar e precisava ser empurrado para fazer o contato novamente. A verdade é que pouco se resolveu com essa invenção, mas aos poucos foram se aprimorando e novos tipos surgiram.

Eles já tinham um componente eletrônico de estado sólido e menor para reduzir o tamanho de rádios, alarmes, carros, computadores, televisores, etc.

Peças e operação

O transistor é composto de três pinos ou contatos, que por sua vez entram em contato com três zonas semicondutor diferenciado. Nos bipolares, essas áreas são chamadas de emissor, base e coletor. Já nos unipolares, como o MOSFET, costumam ser chamados de fonte, porta e dreno. É necessário ler bem as fichas ou catálogos para saber identificar bem seus pinos e não confundi-los, pois disso o funcionamento dependerá.

tipos de transistor

Símbolos MOSFET N e P

Uma vez que o funcionamento básico e um pouco de sua história foram vistos, ao longo do tempo foram sendo aprimorados e criados transistores otimizados para um tipo específico de aplicação, dando origem a todos os essas duas famílias que por sua vez têm vários tipos:

Vale lembrar que a zona N é um tipo de semicondutor dopado com impurezas doadoras, ou seja, compostos pentavalentes (fósforo, arsênico, ...). Isso permitirá que eles abandonem os elétrons (-), já que os portadores majoritários são os elétrons, enquanto os portadores minoritários são os buracos (+). No caso de uma zona P é o contrário, a maioria serão os buracos (+), por isso se chama assim. Ou seja, eles atrairão elétrons. Para isso, é dopado com outras impurezas aceitadoras, ou seja, trivalentes (alumínio, índio, gálio, ...). Normalmente, o semicondutor de base é geralmente silício ou germânio, embora existam outros tipos. Os dopantes costumam ser em doses muito baixas, da ordem de um átomo de impurezas para cada 100.000.000 milhões de átomos do semicondutor. Em algumas ocasiões, áreas pesadas ou altamente dopadas como P + ou N + podem se formar, que têm 1 átomo de impurezas por 10.000.

BJT (transistor de junção bipolar): é o transistor bipolar, o mais convencional. Neste você tem que injetar uma corrente de base para regular a corrente do coletor. Dentro, existem dois tipos:
- NPN: Como o próprio nome indica, possui uma zona semicondutora dopada para ser do tipo N para atuar como emissor, outra central P como base, e outra para o coletor também do tipo N.
- PNP: neste caso é o contrário, a base será do tipo N, e as duas restantes do tipo P. Isso alterará totalmente o seu comportamento elétrico e a forma como é utilizada.
FET (Transistor de efeito de campo): o transistor de efeito de campo, e sua diferença mais notável do BJT é a forma como ele é operado com seu terminal de controle. Nesse caso, o controle é feito aplicando-se uma tensão entre a porta e a fonte. Dentro deste tipo, existem vários subtipos:
- JFET: aqueles da junção FET estão esgotados e têm um canal ou zona semicondutora que pode ser de um tipo ou de outro. De acordo com isso, eles podem ser, por sua vez:
  - Canal N.
  - Do canal P.
- MOSFET: sua sigla vem de Metal Oxide Semiconductor FET, assim chamado porque uma fina camada de dióxido de silício é usada sob o contato da porta para gerar o campo necessário com o qual a passagem da corrente através de seu canal pode ser controlada para que haja fluxo entre fonte e emissor. O canal pode ser do tipo P, portanto haverá dois poços N para dreno e fonte; ou tipo N, com dois poços tipo P para fonte e drenagem. Eles são um pouco diferentes dos anteriores, neste caso, você pode ter:
  - Depleção ou exaustão:
    - Canal N.
    - Do canal P.
  - Aprimorado ou aprimorado:
    - Canal N.
    - Do canal P.
  - Outros: TFT, CMOS, ...
Outros.

Os diferenças são baseadas na arquitetura interna das zonas semicondutoras de cada um…

MOSFET

Un MOSFET permite lidar com grandes cargas, o que pode ser útil para certos circuitos com seu Arduino, como você verá mais tarde. Na verdade, suas vantagens o tornam muito útil na eletrônica moderna. Ele pode atuar como um amplificador ou uma chave controlada eletronicamente. Para cada tipo de MOSFET que compra, já sabe que deve ler a ficha técnica para ver as propriedades, uma vez que não são todos iguais.

A diferença entre um de canal N e P é:

canal P: Para ativar o canal P para passar a corrente, uma tensão negativa é aplicada ao portão. A fonte deve ser conectada a uma tensão positiva. Observe que o canal em que o gate está é positivo, enquanto os poços do dreno e da fonte são negativos. Desta forma, a corrente é "empurrada" através do canal.
Canal N: Neste caso, uma tensão positiva é aplicada ao gate.

São itens muito baratos, para que você possa comprar um bom punhado deles sem nenhum custo alto. Por exemplo, aqui estão alguns comerciais que você pode comprar em lojas especializadas:

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Transistores MOSFET de canal N.
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Dissipadores de calor.

Se você for usá-lo para poderes superiores, ele vai esquentar, então seria bom usar um dissipador de calor para esfriar um pouco…

Integração com Arduino

Um MOSFET pode ser muito prático para controlar sinais com o seu placa arduino, portanto, pode servir de maneira semelhante a como o módulo de relé, Se você lembrar. Na verdade, os módulos MOSFET também são vendidos para o Arduino, como é o caso do Nenhum produto encontrado., Um dos mais populares. Com esses módulos, você já tem o transistor montado em uma pequena placa de circuito impresso e é mais fácil de usar.

Mas não é o único que você pode usar com o Arduino, existem também outros bastante comuns, como o IRF520, IRF540, que permitem correntes nominais de 9.2 e 28A, respectivamente, em comparação com 14A para o IRF530.

Existem muitos modelos de MOSFET disponíveis, mas nem todos são recomendados para uso direto com um processador como o Arduino devido à limitação de tensão e intensidade em suas saídas.

Se você usar o módulo IRF530N, para colocar um exemplo, você pode conectar o conector marcado SIG na placa com um dos pinos na placa Arduino UNO, como o D9. Em seguida, conecte GND e Vcc aos correspondentes na placa Arduino, como GND e 5v, neste caso, para alimentá-lo.

Quanto a código O simples que regularia este esquema simples seria o seguinte, que o que faz é deixar a carga de saída passar ou não a cada 5 segundos (no caso do nosso esquema seria um motor, mas pode ser o que você quiser .. .):

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
}

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