MOSFET: tot ce trebuie să știți despre acest tip de tranzistor

tranzistor

Există mai multe tipuri de tranzistoare. Aceste dispozitive electronice sunt foarte importante pentru electronica de astăzi și au reprezentat o descoperire în trecerea de la electronice bazate pe tuburi de vid la electronice bazate pe stare solidă, mult mai fiabile și cu un consum redus de energie. De fapt, MOSFET Acestea sunt utilizate în majoritatea cipurilor sau circuitelor integrate, deși le puteți găsi și pe plăcile de circuite imprimate pentru multe alte aplicații.

Ei bine, cum este? un dispozitiv semiconductor atât de important, Vă voi prezenta tot ce trebuie să știți despre această lucrare de știință și inginerie care ne permite să realizăm atât de multe circuite și care ne-au îmbunătățit viața în multe feluri.

Ce este un tranzistor?

Cuvântul tranzistorul provine de la rezistorul de transfer, și a fost inventat în 1951, deși în Europa existau deja brevete și evoluții înainte ca americanii să prezinte primul design, deși aceasta este o altă poveste ... În acel moment căutau un dispozitiv bazat pe stare solidă, semiconductor, care să ar putea înlocui supapele de vid brute și nesigure care alcătuiau computerele și alte dispozitive electronice ale vremii.

Las supape sau tuburi de vid Are o arhitectură similară cu becurile convenționale și, prin urmare, arsă. Trebuiau înlocuite frecvent pentru a menține mașinile în funcțiune. În plus, a fost încălzit și asta înseamnă că au irosit cantități mari de energie sub formă de căldură din cauza ineficienței lor. Prin urmare, nu erau deloc practice și aveau foarte mare nevoie de un înlocuitor.

Ei bine, în AT&T Bell Labs, Williams Shockley, John Bardeen și Walter Brattain s-au apucat de treabă creând acel dispozitiv semiconductor. Adevărul este că le-a fost greu să găsească cheia. Proiectul a fost ținut secret pentru că se știa că ceva similar se dezvoltă în Europa. Dar al doilea război mondial a fost traversat, iar protagoniștii au trebuit să meargă la luptă. La întoarcere, găsiseră misterios soluția.

El primul prototip au creat a fost foarte grosolan și au prezentat serioase probleme de proiectare. Printre acestea, a fost complex și complicat de fabricat în serie. În plus, a folosit părți de aur care l-au scumpit și vârful uneori a încetat să intre în contact cu cristalul semiconductor, așa că a încetat să funcționeze și a trebuit să fie împins pentru a face din nou contactul. Adevărul este că puțin s-a rezolvat cu această invenție, dar încetul cu încetul s-au îmbunătățit și au apărut noi tipuri.

Aveau deja o componentă electronică a solid și mai mic pentru a reduce dimensiunea radiourilor, alarmelor, mașinilor, computerelor, televizoarelor etc.

Piese și funcționare

Mosfet

Tranzistorul este format din trei pini sau contacte, care la rândul lor fac contact trei zone semiconductori diferențiați. La bipolari aceste zone sunt numite emițător, bază și colector. Pe de altă parte, în cele unipolare, cum ar fi MOSFET, ele sunt de obicei numite sursă, poartă și drenaj. Trebuie să citiți bine fișele tehnice sau cataloagele pentru a ști cum să le identificați bine pinii și să nu le confundați, deoarece operația va depinde de aceasta.

Articol asociat:
2N2222 tranzistor: tot ce trebuie să știți

La ușă sau bază Acționează ca și cum ar fi un comutator, deschizând sau închizând trecerea curentului între celelalte două capete. Asa functioneaza. Și pe baza acestuia, poate fi utilizat pentru două funcții de bază:

  • Funcția 1: Poate acționa pentru a trece sau tăia semnalele electrice, adică ca un comutator pentru electronica digitală. Acest lucru este important pentru sistemul binar sau digital, deoarece controlând poarta (cu 0 sau 1), puteți obține o valoare sau alta la ieșirea sa (0/1). În acest fel se pot forma porți logice.
  • Funcția 2: poate fi folosit și pentru electronica analogică, ca amplificatoare de semnal. Dacă o intensitate mică ajunge la bază, poate fi convertită într-una mai mare între colector și emițător care poate fi utilizată ca ieșire.

Tipuri de tranzistori

Simboluri MOSFET

Simbolurile MOSFET N și P

 

Odată ce operațiunea de bază și puțin din istoria sa au fost văzute, de-a lungul timpului au fost îmbunătățite și create tranzistoare optimizate pentru un anumit tip de aplicație, dând naștere tuturor aceste două familii care la rândul lor au mai multe tipuri:

Amintiți-vă că zona N este un tip de semiconductor dopat cu impurități donatoare, adică compuși pentavalenți (fosfor, arsenic, ...). Acest lucru le va permite să renunțe la electroni (-), deoarece purtătorii majoritari sunt electronii, în timp ce cei minoritari sunt găurile (+). În cazul unei zone P, este opusul, majoritatea vor fi găurile (+), de aceea se numește așa. Adică vor atrage electroni. Pentru a realiza acest lucru, este dopat cu alte impurități acceptoare, adică trivalenți (aluminiu, indiu, galiu, ...). În mod normal, semiconductorul de bază este de obicei siliciu sau germaniu, deși există și alte tipuri. Dopanții sunt de obicei în doze foarte mici, de ordinul unui atom de impurități pentru fiecare 100.000.000 de atomi ai semiconductorului. În unele ocazii, se pot forma zone grele sau foarte dopate, cum ar fi P + sau N +, care au 1 atom de impuritate la 10.000.

  • BJT (tranzistor de joncțiune bipolar): este tranzistorul bipolar, cel mai convențional. În aceasta trebuie să injectați un curent de bază pentru a regla curentul colectorului. În interior există două tipuri:
    • NPN: După cum sugerează și numele său, are o zonă semiconductoare dopată pentru a fi de tipul N pentru a acționa ca emițător, un alt P central ca bază și un alt pentru colectorul de asemenea de tip N.
    • PNP: în acest caz este invers, baza va fi de tipul N, iar celelalte două de tip P. Asta îi va altera total comportamentul electric și modul în care este utilizată.
  • FET (tranzistor cu efect de câmp): tranzistorul cu efect de câmp și cea mai notabilă diferență față de BJT este modul în care este operat cu terminalul său de control. În acest caz, controlul se face prin aplicarea unei tensiuni între poartă și sursă. În cadrul acestui tip există mai multe subtipuri:
    • JFET: cele ale joncțiunii FET sunt epuizate și au un canal sau o zonă semiconductoare care poate fi de un tip sau altul. Potrivit acestora, pot fi la rândul lor:
      • Canalul N.
      • Din canalul P.
    • MOSFET: acronimul său provine de la Metal Oxide Semiconductor FET, denumit astfel deoarece un strat subțire de dioxid de siliciu este utilizat sub contactul ușii pentru a genera câmpul necesar cu care poate fi controlată trecerea curentului prin canalul său, astfel încât să existe un flux între sursă și emitent. Canalul poate fi de tip P, deci vor exista două puțuri N pentru canalizare și sursă; sau de tip N, cu două puțuri de tip P pentru sursă și drenaj. Sunt oarecum diferite de cele de mai sus, în acest caz puteți avea:
      • Deplacere sau epuizare:
        • Canalul N.
        • Din canalul P.
      • Îmbunătățit sau îmbunătățit:
        • Canalul N.
        • Din canalul P.
      • Altele: TFT, CMOS, ...
  • Altele.

Las diferențele se bazează pe arhitectura internă a zonelor semiconductoare fiecare…

MOSFET

Un MOSFET vă permite să gestionați sarcini mari, care pot fi utile pentru anumite circuite cu Arduino, așa cum veți vedea mai târziu. De fapt, avantajele sale îl fac atât de util în electronica modernă. Poate acționa ca un amplificator sau un comutator controlat electronic. Pentru fiecare tip de MOSFET pe care îl cumpărați, știți deja că ar trebui să citiți foaia tehnică pentru a vedea proprietățile, deoarece acestea nu sunt toate la fel.

Diferența dintre una dintre canalul N și P este:

  • Canalul P: Pentru a activa canalul P pentru a trece curent, se aplică o tensiune negativă la poartă. Sursa trebuie conectată la o tensiune pozitivă. Rețineți că canalul pe care se află poarta este pozitiv, în timp ce puțurile pentru scurgere și sursă sunt negative. În acest fel, curentul este „împins” prin canal.
  • Canalul N: În acest caz, se aplică o tensiune pozitivă la poartă.

Ei articole foarte ieftine, astfel încât să puteți cumpăra o mână bună dintre ele fără costuri mari. De exemplu, iată câteva reclame pe care le puteți cumpăra în magazine specializate:

Dacă îl veți folosi pentru puteri mai mari, acesta se va încălzi, așa că ar fi bine să folosiți un radiator pentru a-l răci putin…

Integrare cu Arduino

schematică cu Arduino

Un MOSFET poate fi foarte practic pentru a controla semnalele cu placa arduino, prin urmare, poate servi într-un mod similar cu modul în care modul de releu, Daca iti amintesti. De fapt, modulele MOSFET sunt vândute și pentru Arduino, așa cum este cazul IRF520N, una dintre cele mai populare. Cu aceste module aveți deja tranzistorul montat pe un mic PCB și este mai ușor de utilizat.

Dar nu este singurul pe care îl puteți folosi cu Arduino, există și alte destul de comune, cum ar fi IRF520, IRF540, care permit curenți nominali de 9.2 și respectiv 28A, comparativ cu 14A pentru IRF530.

Există multe modele MOSFET disponibile, dar nu toate sunt recomandate să se utilizeze direct cu un procesor precum Arduino datorită limitării tensiunii și intensității în ieșirile sale.

Dacă utilizați modulul IRF530N, pentru a pune Un exemplu, puteți conecta conectorul marcat SIG pe placă cu unul dintre pinii de pe placă Arduino UNO, cum ar fi D9. Apoi conectați GND și Vcc la cele corespunzătoare de pe placa Arduino, cum ar fi GND și 5v, în acest caz, pentru al alimenta.

Ca cod Simplu care ar regla această schemă simplă ar fi următorul, ceea ce face este să lase sarcina de ieșire să treacă sau nu la fiecare 5 secunde (în cazul schemei noastre ar fi un motor, dar poate fi orice vrei .. .):

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
}


Conținutul articolului respectă principiile noastre de etică editorială. Pentru a raporta o eroare, faceți clic pe aici.

Fii primul care comenteaza

Lasă comentariul tău

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

*

*

  1. Responsabil pentru date: Miguel Ángel Gatón
  2. Scopul datelor: Control SPAM, gestionarea comentariilor.
  3. Legitimare: consimțământul dvs.
  4. Comunicarea datelor: datele nu vor fi comunicate terților decât prin obligație legală.
  5. Stocarea datelor: bază de date găzduită de Occentus Networks (UE)
  6. Drepturi: în orice moment vă puteți limita, recupera și șterge informațiile.