MOSFET: gjithçka që duhet të dini rreth këtij lloji të tranzitorit

Ekzistojnë disa lloje të tranzistorëve. Këto pajisje elektronike janë shumë të rëndësishme për elektronikën e sotme dhe ato përfaqësuan një përparim në lëvizjen nga elektronika me bazë tubi vakumi në elektronikën me bazë të ngurtë, një konsum shumë më i besueshëm dhe më i ulët i energjisë. Në fakt, MOSFET Ato përdoren në shumicën e çipave ose qarqeve të integruara, megjithëse mund t'i gjeni në bordet e qarqeve të shtypura për shumë aplikime të tjera.

Epo, si është? një pajisje gjysmëpërçuese e tillë e rëndësishme, Unë do t'ju prezantoj gjithçka që ju duhet të dini në lidhje me këtë punë të shkencës dhe inxhinierisë që na lejon të bëjmë kaq shumë qarqe dhe që kanë përmirësuar jetën tonë në shumë mënyra.

Çfarë është tranzitori?

Fjala tranzitori vjen nga rezistenca transferuese, dhe u shpik në 1951, megjithëse në Evropë kishte patenta dhe zhvillime përpara se Amerikanët të paraqisnin modelin e parë, megjithëse kjo është një histori tjetër ... Në atë kohë ata po kërkonin një pajisje të bazuar në gjendje të ngurtë, gjysmëpërçues, që mund të zëvendësojë valvulat e papërpunuara dhe të pasigurta të vakumit që përbënin kompjuterët dhe pajisjet e tjera elektronike të kohës.

L valvola ose tuba vakumi Ajo ka një arkitekturë të ngjashme me llambat konvencionale, dhe për këtë arsye është djegur gjithashtu. Ata duhej të zëvendësoheshin shpesh për të mbajtur në punë makineritë. Për më tepër, ajo u ngroh dhe kjo do të thotë që ata humbën sasi të mëdha energjie në formën e nxehtësisë për shkak të joefikasitetit të tyre. Prandaj, ato nuk ishin aspak praktike dhe kishin shumë nevojë për një zëvendësim.

Epo, në AT&T Bell Labs, Williams Shockley, John Bardeen dhe Walter Brattain ata u futën në punë duke krijuar atë pajisje gjysmëpërçuese. E vërteta është se ata e kishin të vështirë të gjenin çelësin. Projekti u mbajt sekret sepse dihej që diçka e ngjashme po zhvillohej në Evropë. Por Lufta e Dytë Botërore u kalua dhe protagonistët duhej të shkonin në betejë. Gjatë kthimit, ata kishin gjetur tashmë në mënyrë misterioze zgjidhjen.

El prototipi i parë ato krijuan ishte shumë e papërpunuar dhe paraqitën probleme serioze të dizajnit. Midis tyre, ishte komplekse dhe e komplikuar për t'u prodhuar në seri. Për më tepër, ai përdorte pjesë prej ari që e bënin atë më të shtrenjtë dhe maja nganjëherë ndalonte të kontaktonte me kristalin gjysmëpërçues, kështu që ndaloi së punuari dhe duhej të shtyhej për të kontaktuar përsëri. E vërteta është se pak ishte zgjidhur me këtë shpikje, por pak nga pak ato u përmirësuan dhe u shfaqën lloje të reja.

Ata tashmë kishin një përbërës elektronik të gjendje solide dhe me e vogel për të zvogëluar madhësinë e radiove, alarmeve, makinave, kompjuterëve, televizioneve, etj.

Pjesët dhe funksionimi

Transistori përbëhet nga tre kunja ose kontakte, të cilat nga ana tjetër bëjnë kontakt me të tre zona gjysmëpërçuesit e diferencuar. Në bipolaret këto zona quhen emetues, bazë dhe mbledhës. Nga ana tjetër, në ato njëpolare, siç është MOSFET, ata zakonisht quhen burim, portë dhe kullues. Ju duhet të lexoni mirë fletët e të dhënave ose katalogët për të ditur se si të identifikoni mirë kunjat e tyre dhe të mos i ngatërroni ato, pasi që operacioni do të varet nga kjo.

Artikulli i lidhur:

Transistor 2N2222: gjithçka që duhet të dini

La dera ose baza Ajo vepron sikur të ishte një çelës, duke hapur ose mbyllur kalimin e rrymës midis dy skajeve të tjera. Kështu funksionon. Dhe bazuar në këtë, mund të përdoret për dy funksione themelore:

• Funksioni 1: Mund të veprojë për të kaluar ose prerë sinjalet elektrike, domethënë si një ndërprerës për elektronikën dixhitale. Kjo është e rëndësishme për sistemin binar ose dixhital, pasi duke kontrolluar portën (me 0 ose 1), ju mund të merrni një vlerë ose një tjetër në daljen e saj (0/1). Në këtë mënyrë mund të formohen portat logjike.
• Funksioni 2: mund të përdoret gjithashtu, për elektronikën analoge, si përforcues sinjali. Nëse një intensitet i vogël arrin bazën, ai mund të shndërrohet në një më të madh midis kolektorit dhe emetuesit që mund të përdoret si dalje.

Llojet e transistorëve

Pasi të jetë parë operacioni themelor dhe pak nga historia e tij, me kalimin e kohës ato janë përmirësuar dhe krijuar transistorë të optimizuar për një lloj specifik të aplikimit, duke dhënë shkas për të gjithë këto dy familje që nga ana tjetër kanë disa lloje:

Mos harroni se zona N është një lloj gjysmëpërçuesi i dopifikuar me papastërti të dhuruesit, domethënë përbërje pesëvargëshe (fosfor, arsenik, ...). Kjo do t'i lejojë ata të heqin dorë nga elektronet (-), pasi që bartësit e shumicës janë elektron, ndërsa ato të pakicës janë vrima (+). Në rastin e një zone P, është e kundërta, shumica do të jenë vrimat (+), prandaj quhet kështu. Kjo do të thotë, ata do të tërheqin elektronet. Për të arritur këtë, ajo është e dopinguar me papastërti të tjera të pranuesit, domethënë trivalente (alumini, indium, galium, ...). Normalisht gjysmëpërçuesi bazë është zakonisht silic ose germanium, megjithëse ka lloje të tjerë. Dopantët janë zakonisht në doza shumë të ulëta, në rendin e një atomi papastërtish për çdo 100.000.000 atome të gjysmëpërçuesit. Në disa raste, mund të formohen zona të rënda ose shumë të dopiuara si P + ose N +, të cilat kanë 1 atom papastërtish për 10.000.

• BJT (Transistor Bipolar Junction): është tranzitor bipolar, më konvencionali. Një rrymë bazë duhet të injektohet në këtë për të rregulluar rrymën e kolektorit. Brenda ka dy lloje:
  • NPN: Siç tregon emri i saj, ajo ka një zonë gjysmëpërçuese të dopifikuar për të qenë e tipit N për të vepruar si një emetues, një tjetër P qendror si bazë dhe një tjetër për kolektorin gjithashtu të tipit N.
  • PNP: në këtë rast është e kundërta, baza do të jetë e tipit N, dhe dy të tjerët të tipit P. Kjo do të ndryshojë plotësisht sjelljen e saj elektrike dhe mënyrën e përdorimit.
• FET (tranzitor me efekt në terren): tranzitori me efekt në terren dhe ndryshimi i tij më i dukshëm nga BJT është mënyra se si operohet me terminalin e tij të kontrollit. Në këtë rast, kontrolli bëhet duke aplikuar një tension midis portës dhe burimit. Brenda këtij lloji ka disa nëntipe:
  • JFET: ato të kryqëzimit FET janë zbrazje, dhe kanë një kanal ose zonë gjysmëpërçuese që mund të jetë e një lloji ose një tjetër. Sipas kësaj, ato mund të jenë nga ana tjetër:
    • Kanali N.
    • Nga kanali P.
  • MOSFET: shkurtesa e saj vjen nga gjysmëpërçuesi i oksidit metalik FET, i quajtur kështu sepse një shtresë e hollë e dioksidit të silikonit përdoret nën kontaktin e derës për të gjeneruar fushën e nevojshme me të cilën mund të kontrollohet kalimi i rrymës përmes kanalit të tij në mënyrë që të ketë rrjedhë ndërmjet burimi dhe lëshuesi. Kanali mund të jetë i tipit P, kështu që do të ketë dy puse N për kullimin dhe burimin; ose të tipit N, me dy puse të tipit P për burimin dhe kullimin. Ato janë disi të ndryshme nga sa më sipër, në këtë rast mund të keni:
    • Zhvendosja ose rraskapitja:
      • Kanali N.
      • Nga kanali P.
    • Të përmirësuara ose të përmirësuara:
      • Kanali N.
      • Nga kanali P.
    • Të tjerët: TFT, CMOS, ...
• Të ndryshme.

L ndryshimet bazohen në arkitekturën e brendshme të zonave gjysmëpërçuese secili

MOSFET

Un MOSFET ju lejon të trajtoni ngarkesa të mëdha, të cilat mund të jenë të dobishme për qarqe të caktuara me Arduino tuaj, siç do ta shihni më vonë. Në fakt, përparësitë e tij e bëjnë atë kaq të dobishëm në elektronikën moderne. Mund të veprojë si një amplifikator ose një çelës i kontrolluar elektronikisht. Për secilin lloj të MOSFET që blini, ju tashmë e dini që duhet të lexoni fletën e të dhënave për të parë vetitë, pasi ato nuk janë të gjitha njësoj.

Dallimi midis njërës prej kanali N dhe P është:

• Kanali P: Për të aktivizuar kanalin P për të kaluar rrymën, një tension negativ zbatohet në portë. Burimi duhet të jetë i lidhur me një tension pozitiv. Vini re se kanali në të cilin është mbyllur porta është pozitiv, ndërsa puset për kullimin dhe burimin janë negativë. Në këtë mënyrë rryma "shtyhet" përmes kanalit.
• Kanali N: Në këtë rast, një tension pozitiv zbatohet në portë.

I saj artikuj shumë të lirë, kështu që ju mund të blini një pjesë të mirë të tyre pa ndonjë kosto të madhe. Për shembull, këtu janë disa reklama që mund të blini në dyqane të specializuara:

• Nuk u gjet asnjë produkt..
• Transistorë MOSFET të kanalit N.
• Nuk u gjet asnjë produkt..
• Fshirësit e nxehtësisë.

Nëse do ta përdorni për fuqi më të larta do të nxehet, kështu që do të ishte mirë të përdorni një ftohës për ta ftohur pak…

Integrimi me Arduino

Një MOSFET mund të jetë shumë praktik për të kontrolluar sinjalet me tuajin bordi arduino, prandaj, mund të shërbejë në një mënyrë të ngjashme me mënyrën se si moduli stafetë, Nëse ju kujtohet. Në fakt, modulet MOSFET shiten gjithashtu për Arduino, siç është rasti me Nuk u gjet asnjë produkt., një nga më të njohurit. Me këto module ju tashmë keni montuar tranzitorin në një PCB të vogël dhe është më i lehtë për t’u përdorur.

Por nuk është e vetmja që mund të përdorni me Arduino, ka edhe të tjera mjaft të zakonshme si ajo IRF520, IRF540, të cilat lejojnë rryma nominale përkatësisht prej 9.2 dhe 28A, krahasuar me 14A për IRF530.

Ka shumë modele MOSFET të disponueshme por jo të gjithë rekomandohen të përdoren direkt me një procesor si Arduino për shkak të kufizimit të tensionit dhe intensitetit në daljet e tij.

Nëse përdorni modulin IRF530N, për ta vendosur Nje shembull, mund të lidhni lidhësin e shënuar SIG në tabelë me një nga kunjat në tabelë Arduino UNO, të tilla si D9. Pastaj lidhni GND dhe Vcc me ato përkatëse në bordin Arduino, të tilla si GND dhe 5v në këtë rast për ta furnizuar atë.

Për të código Rregulli i thjeshtë që do të rregullonte këtë skemë të thjeshtë do të ishte si më poshtë, gjë që bën është të lejojë ose mos të ngarkojë në dalje çdo 5 sekonda (në rastin e skemës sonë do të ishte një motor, por mund të jetë çfarëdo që dëshironi .. .):

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
}