MOSFET: alles wat u moet weten over dit type transistor

Er zijn verschillende soorten transistors. Deze elektronische apparaten zijn erg belangrijk voor de hedendaagse elektronica en ze vormden een doorbraak in de overgang van op vacuümbuizen gebaseerde elektronica naar solid-state elektronica, veel betrouwbaarder en met een lager stroomverbruik. In feite, MOSFET Ze worden in de meeste chips of geïntegreerde schakelingen gebruikt, hoewel je ze ook voor veel andere toepassingen op printplaten kunt vinden.

Nou, hoe is het? zo'n belangrijk halfgeleiderapparaat, Ik ga alles presenteren wat je moet weten over dit wetenschappelijke en technische werk dat ons in staat stelt zoveel circuits te maken en dat ons leven op veel manieren heeft verbeterd.

Wat is een transistor?

Het woord transistor komt van overdrachtsweerstand, en het werd uitgevonden in 1951, hoewel er in Europa al patenten en ontwikkelingen waren voordat de Amerikanen het eerste ontwerp presenteerden, hoewel dit een ander verhaal is ... In die tijd werd gezocht naar een apparaat op basis van solid state, halfgeleider, dat kon vervang de ruwe en onbetrouwbare vacuümkleppen waaruit computers en andere elektronische gadgets van die tijd waren opgebouwd.

De kleppen of vacuümbuizen het heeft een architectuur die lijkt op conventionele gloeilampen, en daarom ook doorgebrand. Ze moesten regelmatig worden vervangen om de machines draaiende te houden. Bovendien werd het verwarmd, en dat betekent dat ze grote hoeveelheden energie in de vorm van warmte verspilden vanwege hun inefficiëntie. Daarom waren ze helemaal niet praktisch en hadden ze dringend vervanging nodig.

Nou ja, in de AT&T Bell Labs, Williams Shockley, John Bardeen en Walter Brattain ze gingen aan de slag om dat halfgeleiderapparaat te maken. De waarheid is dat ze het moeilijk hadden om de sleutel te vinden. Het project werd geheim gehouden omdat bekend was dat er zich iets soortgelijks ontwikkelde in Europa. Maar de Tweede Wereldoorlog werd doorbroken en de hoofdrolspelers moesten ten strijde trekken. Op de terugweg hadden ze op mysterieuze wijze de oplossing al gevonden.

El eerste prototype ze creëerden was erg grof en leverde serieuze ontwerpproblemen op. Onder hen was het complex en ingewikkeld om in serie te vervaardigen. Bovendien gebruikte het gouden onderdelen die het duurder maakten en de punt maakte soms geen contact meer met het halfgeleiderkristal, dus het stopte met werken en moest worden ingedrukt om weer contact te maken. De waarheid is dat er met deze uitvinding weinig was opgelost, maar beetje bij beetje verbeterden ze en kwamen er nieuwe typen.

Ze hadden al een elektronische component van solid state en kleiner om de omvang van radio's, alarmen, auto's, computers, televisies, enz. te verkleinen.

Onderdelen en bediening

De transistor bestaat uit drie pinnen of contacten, die op hun beurt contact maken met drie zones gedifferentieerde halfgeleiders. In bipolaire gebieden worden deze gebieden de emitter, basis en collector genoemd. Aan de andere kant worden ze in unipolaire, zoals de MOSFET, meestal source, gate en drain genoemd. U moet de datasheets of catalogi goed lezen om te weten hoe u hun pinnen kunt identificeren en ze niet te verwarren, aangezien de werking ervan afhangt.

Gerelateerd artikel:

2N2222-transistor: alles wat u moet weten

La deur of basis Het werkt alsof het een schakelaar is, die de stroomdoorgang tussen de andere twee uiteinden opent of sluit. Dit is hoe het werkt. En op basis hiervan kan het worden gebruikt voor twee basisfuncties:

• Functie 1: Het kan dienen om elektrische signalen door te geven of te onderbreken, dat wil zeggen als een schakelaar voor digitale elektronica. Dit is belangrijk voor het binaire of digitale systeem, omdat je door de poort te besturen (met 0 of 1) de ene of de andere waarde aan de uitgang (0/1) kunt krijgen. Op die manier kunnen logische poorten worden gevormd.
• Functie 2: kan ook worden gebruikt, voor analoge elektronica, als signaalversterker. Als een kleine intensiteit de basis bereikt, kan deze worden omgezet in een grotere tussen de collector en de emitter die als uitgang kan worden gebruikt.

Soorten transistors

Zodra de basiswerking en een beetje van de geschiedenis ervan zijn gezien, zijn ze in de loop van de tijd verbeterd en transistors gemaakt die zijn geoptimaliseerd voor een specifiek type toepassing, waardoor alle deze twee families die op hun beurt verschillende typen hebben:

Onthoud dat de N-zone een soort halfgeleider is die gedoteerd is met donoronzuiverheden, dat wil zeggen vijfwaardige verbindingen (fosfor, arseen,…). Hierdoor kunnen ze elektronen (-) opgeven, aangezien de meeste dragers elektronen zijn, terwijl de minderheid de gaten (+) zijn. In het geval van een P-zone is het omgekeerd, het merendeel zijn de gaten (+), daarom wordt het zo genoemd. Dat wil zeggen, ze zullen elektronen aantrekken. Om dit te bereiken, wordt het gedoteerd met andere acceptoronzuiverheden, dat wil zeggen driewaardige stoffen (aluminium, indium, gallium, ...). Normaal gesproken is de basishalfgeleider meestal silicium of germanium, hoewel er andere typen zijn. Dopantia zijn gewoonlijk in zeer lage doses, in de orde van grootte van één atoom onzuiverheden voor elke 100.000.000 atomen van de halfgeleider. In sommige gevallen kunnen zich zware of sterk gedoteerde gebieden zoals P + of N + vormen, die 1 onzuiverheidsatoom per 10.000 bevatten.

• BJT (bipolaire junctie-transistor): het is de bipolaire transistor, de meest conventionele. Hierin moet je een basisstroom injecteren om de collectorstroom te regelen. Binnen zijn er twee soorten:
  • NPN: Zoals de naam doet vermoeden, heeft het een halfgeleiderzone die is gedoteerd om van het type N te zijn om als een emitter te fungeren, een andere centrale P als basis en een andere voor de collector ook van het type N.
  • PNP: in dit geval is het andersom, de basis zal van het type N zijn en de overige twee van het type P. Dat zal zijn elektrisch gedrag en de manier waarop hij wordt gebruikt volledig veranderen.
• FET (veldeffecttransistor): de veldeffecttransistor, en het meest opvallende verschil met de BJT is de manier waarop deze wordt bediend met de bedieningsterminal. In dit geval wordt de besturing gedaan door een spanning aan te leggen tussen de poort en de bron. Binnen dit type zijn er verschillende subtypen:
  • JFET: die van FET-junctie zijn uitputting en hebben een kanaal- of halfgeleiderzone die van het ene of het andere type kan zijn. Volgens dat kunnen ze op hun beurt zijn:
    • Kanaal N.
    • Van kanaal P.
  • MOSFET: de afkorting komt van Metal Oxide Semiconductor FET, zo genoemd omdat een dunne laag siliciumdioxide wordt gebruikt onder het contact van de deur om het benodigde veld te genereren waarmee de stroomdoorgang door het kanaal kan worden gecontroleerd zodat er stroom tussen bron en uitgever. Het kanaal kan van het type P zijn, dus er zullen twee putten N zijn voor afvoer en bron; of N-type, met twee P-type putten voor bron en afvoer. Ze verschillen enigszins van de bovenstaande, in dit geval kunt u:
    • Verkiezing of uitputting:
      • Kanaal N.
      • Van kanaal P.
    • Verbeterd of verbeterd:
      • Kanaal N.
      • Van kanaal P.
    • Overig: TFT, CMOS, ...
• Anderen.

De verschillen zijn gebaseerd op de interne architectuur van de halfgeleiderzones elk…

MOSFET

Un MOSFET stelt je in staat om grote belastingen aan te kunnen, wat handig kan zijn voor bepaalde circuits met je Arduino, zoals je later zult zien. Zijn voordelen maken hem zelfs zo nuttig in moderne elektronica. Het kan fungeren als versterker of als elektronisch gestuurde schakelaar. Voor elk type MOSFET dat u koopt, weet u al dat u het gegevensblad moet lezen om de eigenschappen te zien, aangezien ze niet allemaal hetzelfde zijn.

Het verschil tussen een van kanaal N en P is:

• Kanaal P: Om kanaal P te activeren om stroom door te geven, wordt een negatieve spanning op de poort toegepast. De bron moet op een positieve spanning worden aangesloten. Merk op dat het kanaal waarop de poort zich bevindt positief is, terwijl de putten voor de afvoer en de bron negatief zijn. Op deze manier wordt de stroom door het kanaal "geduwd".
• N kanaal: In dit geval wordt een positieve spanning op de poort toegepast.

Zoon zeer goedkope items, dus u kunt er gratis een flink aantal van kopen. Hier zijn bijvoorbeeld enkele commercials die u in gespecialiseerde winkels kunt kopen:

• Geen producten gevonden..
• N-kanaals MOSFET-transistors.
• Geen producten gevonden..
• Heatsinks.

Als je het voor hogere vermogens gaat gebruiken, zal het opwarmen, dus het zou goed zijn om een heatsink om het af te koelen een beetje…

Integratie met Arduino

Een MOSFET kan erg praktisch zijn om signalen met uw arduino borddaarom kan het op dezelfde manier dienen als hoe de relaismodule, Als je je herinnert. In feite worden MOSFET-modules ook verkocht voor Arduino, zoals het geval is met de Geen producten gevonden., een van de populairste. Bij deze modules heb je de transistor al op een klein printje gemonteerd en is hij makkelijker in gebruik.

Maar het is niet de enige die je met Arduino kunt gebruiken, er zijn ook andere vrij veel voorkomende, zoals de IRF520, IRF540, die nominale stromen van respectievelijk 9.2 en 28A mogelijk maken, vergeleken met 14A voor de IRF530.

Er zijn veel MOSFET-modellen beschikbaar, maar niet alle worden aanbevolen om rechtstreeks te gebruiken met een processor zoals Arduino vanwege de beperking van spanning en intensiteit in zijn outputs.

Als u de IRF530N-module gebruikt, kunt u Een voorbeeld, je kunt de connector gemarkeerd met SIG op het bord verbinden met een van de pinnen op het bord Arduino UNO, zoals de D9. Verbind vervolgens GND en Vcc met de overeenkomstige op het Arduino-bord, zoals GND en 5v in dit geval om het van stroom te voorzien.

Wat betreft code Eenvoudig dat dit eenvoudige schema zou regelen, zou het volgende zijn, wat het doet is om de uitgangsbelasting te laten passeren of niet elke 5 seconden (in het geval van ons schema zou het een motor zijn, maar het kan zijn wat je maar wilt ... .):

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
}