Nog een element om toe te voegen aan onze elektronische componentenlijst is N-kanaal MOSFET-transistor genaamd IRF520. Het is een transistor die je in verschillende formaten kunt vinden, zowel onafhankelijk om toe te voegen aan je circuits, als ook in module als je meer comfort wilt.
In dit artikel zullen we zien alle details en technische specificaties van de IRF520 en ook een voorbeeld van hoe deze met Arduino zou worden gebruikt.
Wat is een N-kanaal MOSFET-transistor? en hoe het werkt
Un MOSFET (metaaloxide-halfgeleider veldeffecttransistor) Het is een type veldeffecttransistor dat veel wordt gebruikt in de moderne elektronica. In dit geval zijn we geïnteresseerd in de N-kanaalversie, en dit betekent dat de meerderheid van de ladingsdragers die de stroom geleiden elektronen zijn (negatieve ladingen).
Zoals u weet heeft de MOSFET drie aansluitingen, zoals te zien in de afbeelding hierboven, zoals de poort, afvoer en bron. Dat wil zeggen, de controle om de stroomstroom die door het kanaal van de bron naar de afvoer gaat, te openen of te sluiten, terwijl de bron de plaats is waar de stroom binnenkomt en de afvoer waar de stroom weggaat.
De werking van de N-kanaal MOSFET is gebaseerd op het creëren van een geleidend kanaal tussen de drain en de source door een positieve spanning op de gate aan te leggen. Stel je een sandwich voor: een laag P-type halfgeleidermateriaal (met gaten als meerderheidsdragers) werkt als brood, en tussen deze lagen bevindt zich een oxidelaag (isolator) en een laag N-type halfgeleidermateriaal (met elektronen als dragers) . meerderheid). Wanneer een positieve spanning wordt aangelegd op de poort ten opzichte van de bron, wordt een elektrisch veld gecreëerd dat vrije elektronen van het N-type materiaal naar het grensvlak tussen het oxide en het P-type materiaal trekt.
deze Accumulatie van elektronen in het gebied nabij de poort vormt een geleidend kanaal van het N-type. Dit kanaal fungeert als een brug tussen de afvoer en de bron, waardoor stroom kan stromen. Door de spanning aan de gate te variëren, kan men de breedte van het kanaal regelen en daarmee de hoeveelheid stroom die tussen de drain en de source vloeit. Als de poortspanning wordt verwijderd, verdwijnt het kanaal en wordt de stroom onderbroken.
Wanneer er geen spanning op de poort wordt aangelegd, is er geen elektrisch veld dat de elektronen aantrekt en het kanaal vormt. Daarom bevindt het apparaat zich in een afgesneden toestand en geleidt het geen stroom. Door een positieve spanning op de poort aan te leggen, a elektrisch veld dat elektronen aantrekt en vormt het kanaal. Hoe hoger de spanning, hoe breder het kanaal en hoe groter de stroom die kan vloeien.
Zoals u al weet, worden deze MOSFET-transistors gebruikt voor een grote verscheidenheid aan verschillende toepassingen, zoals zwakke signaalversterkers, schakelaars voor digitale circuits, AC-omvormers of als motorcontrollers, wat het voorbeeld zal zijn dat ik later zal geven. waarmee u de snelheid en richting van de DC-motor kunt regelen.
Wat is IRF520?
El IRF520 Het is een unipolaire N-kanaal MOSFET-transistor, zoals ik al eerder zei. Het is ontworpen om relatief hoge stromen en spanningen aan te kunnen. Het is een zeer populair onderdeel in de elektronica vanwege zijn veelzijdigheid en gebruiksgemak.
Pinout en technische kenmerken van de IRF520
De technische kenmerken van de IRF520 Ze variëren enigszins, afhankelijk van de fabrikant en de versie van het apparaat, maar hier is een samenvatting van de typische specificaties die u in hun gegevensblad kunt vinden:
- Afvoerbronspanning (Vds): Het is meestal 100 V, wat betekent dat het bestand is tegen een potentiaalverschil van maximaal 100 volt tussen de afvoer en de bron.
- Continue afvoerstroom (Id): ongeveer 9.2A bij 25°C, hoewel dit kan variëren afhankelijk van de vermogensdissipatie.
- ontstekingsweerstand: Typisch 0.27 ohm, dit is de weerstand tussen de drain en de source wanneer de MOSFET volledig aan staat. Een lagere weerstand betekent lagere dissipatieverliezen.
- Gate-source-spanning (Vgs): Meestal is dit 10 V, maar de drempelspanning (de minimale spanning die nodig is om de MOSFET in te schakelen) is lager.
- Dissipatiekracht: ongeveer 60W, maar vereist een geschikt koellichaam om op dit vermogen te werken.
- verpakking: Het wordt meestal geleverd als een TO-220, een veelgebruikt plastic pakket voor vermogenstransistors.
- Laag schakelverlies- De IRF520 staat bekend om zijn snelle schakeling, wat betekent dat hij zeer snel van status kan veranderen (aan/uit), waardoor vermogensverliezen worden geminimaliseerd.
- Hoge betrouwbaarheid: Het is een robuust en betrouwbaar apparaat, ideaal voor industriële en consumententoepassingen.
- gemakkelijk te bedienen- Het kan worden bestuurd met digitale laagspanningssignalen, waardoor het compatibel is met microcontrollers zoals Arduino.
Net als transistors heeft het er drie pinnen of pinout, die van de gate, source en drain, dat als je vanaf de voorkant naar de transistor kijkt, dat wil zeggen, zoals het op de vorige foto lijkt, je hebt dat de pin aan de linkerkant de 1 is die overeenkomt met de gate, de centrale pin Het komt uit de afvoer of 2, en 3 komt overeen met degene aan de rechterkant, wat de bron is.
Formaten en waar te kopen
Naast NAAR verpakking waarvan ik eerder noemde, zijn er ook modules met de IRF520 die onder meer betere aansluitmogelijkheden bieden. De prijs is goedkoop en je kunt hem in veel elektronicawinkels vinden, ook op Amazon:
Voorbeeld van gebruik van de IRF520 met Arduino
Ten slotte gaan we een voorbeeld toevoegen van toepassing van de IRF520 met ons favoriete bord, de Arduino UNO. In dit geval wordt een HCMODU0083-module gebruikt met een IRF520 die fungeert als controller voor gelijkstroom- of DC-motoren. Hier kan een zeer nauwkeurige regeling worden uitgevoerd, waarbij gebruik wordt gemaakt van PWM-pulsen als techniek, en door het regelen van de variabele ingangsspanning kan controle over het motortoerental worden bereikt.
Het circuit om de IRF520 te testen is heel eenvoudig, je hoeft alleen maar het circuit te creëren dat in de vorige afbeelding verschijnt, met behulp van een potentiometer, een 9V-batterij en een motor. Wat de verbinding betreft, wat we zullen doen is de 5V GND- en VCC-uitgangen van het Arduino-bord verbinden met de potentiometer en deze ook met de overeenkomstige GND en VCC van de IRF520-module, en ook met analoge pin 3 van de Arduino. Wat de SIG van onze module betreft, deze zal rechtstreeks worden aangesloten op pin 9 van het Arduino-bord voor bediening met behulp van PWM-pulsen. Daarnaast moet je in ons geval de Vin van de module ook aansluiten op een 9V-batterij, al zou dat met elke 5 tot 24V-batterij kunnen. Ten slotte wordt het lipje gemarkeerd met Out op de module, met V+ en V-, aangesloten op de twee klemmen van de motor.
/*
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);
}