Thêm một yếu tố nữa vào danh sách linh kiện điện tử là Transitor MOSFET kênh N có tên IRF520. Nó là một bóng bán dẫn mà bạn có thể tìm thấy ở nhiều định dạng khác nhau, cả hai đều độc lập để thêm vào mạch của bạn và cả ở dạng mô-đun nếu bạn muốn thoải mái hơn.
Trong bài viết này chúng ta sẽ thấy tất cả các chi tiết và thông số kỹ thuật của IRF520 và cũng là một ví dụ về cách sử dụng nó với Arduino.
Transistor MOSFET kênh N là gì? và nó hoạt động như thế nào
Un MOSFET (Transitor hiệu ứng trường bán dẫn oxit kim loại) Nó là một loại bóng bán dẫn hiệu ứng trường được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử hiện đại. Phiên bản kênh N là phiên bản mà chúng ta quan tâm trong trường hợp này và điều đó có nghĩa là các hạt mang điện chủ yếu dẫn dòng điện là các electron (điện tích âm).
Như bạn đã biết, MOSFET có ba cực như trong hình trên, chẳng hạn như cực cổng, cống và nguồn. Tức là điều khiển để mở hoặc đóng dòng điện đi qua kênh từ nguồn đến cống, còn nguồn là nơi dòng điện đi vào và cống là nơi dòng điện rời đi.
Hoạt động của MOSFET kênh N dựa trên tạo ra một kênh dẫn điện giữa cống và nguồn bằng cách đặt một điện áp dương vào cổng. Hãy tưởng tượng một chiếc bánh sandwich: một lớp vật liệu bán dẫn loại P (có lỗ là chất mang đa số) hoạt động giống như bánh mì và giữa các lớp này có một lớp oxit (chất cách điện) và một lớp vật liệu bán dẫn loại N (với các electron là chất mang) . số đông). Khi đặt một điện áp dương vào cổng so với nguồn, một điện trường được tạo ra sẽ thu hút các electron tự do từ vật liệu loại N về phía giao diện giữa oxit và vật liệu loại P.
Điều này Sự tích tụ các electron ở vùng gần cổng tạo thành kênh dẫn loại N. Kênh này hoạt động như một cầu nối giữa cống và nguồn, cho phép dòng điện chạy qua. Bằng cách thay đổi điện áp ở cổng, người ta có thể kiểm soát độ rộng của kênh và do đó lượng dòng điện chạy giữa cực máng và nguồn. Nếu điện áp cổng bị loại bỏ, kênh sẽ biến mất và dòng điện bị gián đoạn.
Khi không có điện áp đặt vào cổng, sẽ không có điện trường để thu hút các electron và tạo thành kênh. Do đó, thiết bị ở trạng thái cắt và không dẫn dòng điện. Bằng cách đặt một điện áp dương vào cổng, một điện trường hút electron và hình thành kênh. Điện áp càng cao, kênh càng rộng và dòng điện có thể chạy càng lớn.
Như bạn đã biết, các bóng bán dẫn MOSFET này được sử dụng cho rất nhiều ứng dụng khác nhau, đóng vai trò là bộ khuếch đại tín hiệu yếu, để chuyển mạch cho các mạch kỹ thuật số, cho bộ biến tần AC hoặc làm bộ điều khiển động cơ, đây sẽ là ví dụ tôi sẽ đưa ra sau. cho phép bạn kiểm soát tốc độ và hướng của động cơ DC.
IRF520 là gì?
El IRF520 Nó là một bóng bán dẫn MOSFET kênh N đơn cực, như tôi đã đề cập trước đó. Nó được thiết kế để xử lý dòng điện và điện áp tương đối cao. Nó là một thành phần rất phổ biến trong thiết bị điện tử do tính linh hoạt và dễ sử dụng.
Sơ đồ chân và đặc tính kỹ thuật của IRF520
các đặc tính kỹ thuật của IRF520 Chúng thay đổi một chút tùy thuộc vào nhà sản xuất và phiên bản của thiết bị, nhưng đây là bản tóm tắt các thông số kỹ thuật điển hình mà bạn sẽ tìm thấy trong biểu dữ liệu của họ:
- Điện áp nguồn thoát nước (Vds): Nó thường là 100V, có nghĩa là nó có thể chịu được hiệu điện thế lên tới 100 volt giữa cống và nguồn.
- Dòng xả liên tục (Id): khoảng 9.2A ở 25°C, mặc dù điều này có thể thay đổi tùy thuộc vào công suất tiêu tán.
- khả năng chống cháy: Thông thường là 0.27 ohm, đây là điện trở giữa cực máng và nguồn khi MOSFET được bật hoàn toàn. Điện trở thấp hơn có nghĩa là tổn thất tiêu tán thấp hơn.
- Điện áp nguồn cổng (Vgs): Thường là 10V, nhưng điện áp ngưỡng (điện áp tối thiểu cần thiết để bật MOSFET) thấp hơn.
- Công suất tản nhiệt: khoảng 60W, nhưng cần có tản nhiệt phù hợp để hoạt động ở mức công suất này.
- Bao bì: Nó thường có dạng TO-220, một gói nhựa thông dụng dành cho bóng bán dẫn điện.
- Mất chuyển mạch thấp- IRF520 nổi tiếng với khả năng chuyển mạch nhanh, nghĩa là nó có thể thay đổi trạng thái (bật/tắt) rất nhanh, giảm thiểu tổn thất điện năng.
- Độ tin cậy cao: Nó là một thiết bị mạnh mẽ và đáng tin cậy, lý tưởng cho các ứng dụng công nghiệp và tiêu dùng.
- dễ kiểm soát- Nó có thể được điều khiển bằng tín hiệu số điện áp thấp, giúp nó tương thích với các bộ vi điều khiển như Arduino.
Giống như bóng bán dẫn, nó có ba chân hoặc sơ đồ chân, của cổng, nguồn và cống, nếu bạn nhìn vào bóng bán dẫn từ mặt trước của nó, nghĩa là, như trong ảnh trước, bạn thấy rằng chốt bên trái là số 1 tương ứng với cổng, chốt trung tâm Nó là từ cống hoặc 2, và 3 tương ứng với cái bên phải, là nguồn.
Hình thức và nơi mua
Ngoài ĐẾN bao bì trong số đó tôi đã đề cập trước đây, cũng có mô-đun với IRF520 trong đó bao gồm các cơ sở lớn hơn để kết nối. Giá của nó rẻ và bạn có thể tìm thấy nó ở nhiều cửa hàng điện tử, kể cả trên Amazon:
Ví dụ về việc sử dụng IRF520 với Arduino
Cuối cùng, chúng tôi sẽ đưa ra một ví dụ về ứng dụng IRF520 với bo mạch yêu thích của chúng tôi, Arduino UNO. Trong trường hợp này, mô-đun HCMODU0083 sẽ được sử dụng với IRF520 hoạt động như bộ điều khiển cho động cơ dòng điện một chiều hoặc động cơ DC. Ở đây, việc điều khiển rất chính xác có thể được thực hiện bằng cách sử dụng xung điều khiển như một kỹ thuật và bằng cách điều khiển điện áp đầu vào thay đổi, có thể đạt được việc kiểm soát tốc độ động cơ.
Mạch kiểm tra IRF520 rất đơn giản, bạn chỉ cần tạo mạch xuất hiện trong hình trước, sử dụng chiết áp, pin 9V và động cơ. Về kết nối, những gì chúng ta sẽ làm là kết nối các đầu ra 5V GND và VCC của bo mạch Arduino với chiết áp và các đầu ra này cũng với GND và VCC tương ứng của mô-đun IRF520 cũng như với chân analog 3 của Arduino. Đối với SIG của mô-đun của chúng tôi, nó sẽ được kết nối trực tiếp với chân số 9 của bo mạch Arduino để điều khiển bằng xung điện. Ngoài ra, trong trường hợp của chúng tôi, bạn cũng phải kết nối Vin của mô-đun với pin 9V, mặc dù nó sẽ hoạt động với bất kỳ pin 5 đến 24V nào. Cuối cùng, tab được đánh dấu Out trên mô-đun, với V+ và V-, sẽ được kết nối với hai cực của động cơ.
/*
IRF520-MOSFET Módulo controlador para motor CC
*/
#define PWM 3
int pot;
int out;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(PWM,OUTPUT);
}
void loop() {
pot=analogRead(A0);
out=map(pot,0,1023,0,255);
analogWrite(PWM,out);
}