Elektronika analogowa #9 - MOSFET

Poradniki użytkowników forum

Elektronika analogowa #9 - MOSFET

Postprzez karolsw2 » 31 sty 2016, o 19:55

Obrazek
Tranzystor typu MOSFET ( Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor ) To (pozornie) bardzo skomplikowany typ tranzystora. Jego nazwa w skrócie oznacza tranzystor polowy z izolowaną bramką. Nikczemnym błędem jest wyjaśnianie początkującym co to dokładnie oznacza, oraz jak zbudowany jest ten tranzystor - to naprawdę jest wiedza, która powinna zostać wyjaśniona jako ostatnia. Dlatego zaprezentuję wam go w praktyce. Jeśli jednak ktoś lubi teorię, to zapraszam na tą stronę: https://pl.wikipedia.org/wiki/MOSFET :)

MOSFET różni się od tranzystora bipolarnego tym, że posiada on izolowaną bramkę, której rezystancja względem kanału wynosi powyżej 10^14 R (100 000 000 000 000 R), można więc przyjąć, iż dla prądu stałego oporność ta jest nieskończenie duża. Dzięki temu urządzenie za pomocą którego sterujemy tranzystorem jest praktycznie odizolowane od tego, czym sterujemy. MOSFETem nie steruje się więc za pomocą prądu, tylko napięcia.
Oto jak wygląda typowy tranzystor typu MOSFET:
Obrazek
Zdjęcie: Sparkfun.com

Posiada on trzy elektrody - tak jak inne tranzystory, oraz w tej obudowie: mocowanie na radiator.
MOSFETy również można podzielić na różne rodzaje:
-z kanałem zubożanym - czyli takie, które są normalnie włączone.
-z kanałem wzbogacanym - czyli analogicznie takie, które są normalnie wyłączone.
Oba te rodzaje mają swoje "pod" rodzaje: czyli z kanałem P i kanałem N - są to odpowiedniki tranzystorów bipolarnych PNP i NPN.
Oto symbole tranzystorów typu MOSFET:
Obrazek
Nie mam pojęcia jaki geniusz zła mógł wymyślić tak przerażająco złożone "symbole", ale trudno - jakie są - takie są!
By nie pogubić się w tych wszystkich tragikomicznych znaczeniach i rodzajach - proponuję skupić się tylko i wyłącznie na jednym z nich - tranzystorze BUZ11
Jest to tranzystor N-MOS w obudowie TO220. Jest to jeden z najpopularniejszych tranzystorów typu MOSFET, więc jak najbardziej zalecam go kupić (szczególnie gdy jesteście początkującymi).
Ma on niezwykłe parametry - może on pracować w temperaturze do 175 stopni, może przez niego płynąć prąd do 33 amperów, może być zasilany napięciem do 50 voltów - czyli w skrócie: choćbyś bardzo próbował, to nie masz szans go spalić będąc początkującym. By tranzystor ten reagował na nasze polecenia - musimy dostarczać mu napięcie od 2,1V wzwyż (mi najlepiej działa od 4V, niżej nie polecam).
Aby najlepiej zrozumieć zasadę jego działania, zmontujmy sobie dwa bardzo proste układy:
Obrazek
Tutaj sytuacja jest bardzo prosta - za pomocą przycisku włączamy MOSFETA - i diody LED zapalają się. Rezystor 10k Ohm powoduje zamknięcie MOSFETa po puszczeniu przycisku, w innym wypadku MOSFET mógłby pozostać otwarty, co jest jego ciekawą zaletą (?).
Drugi układ będzie troszkę ciekawszy:
Obrazek
Mamy tutaj znakomity przykład tego, do czego możemy wykorzystać tranzystor typu MOSFET. Za pomocą MOSFETA przełączanego napięciem 4V, możemy sterować układami zasilanymi znacznie wyższym napięciem, w przypadku BUZ11 - do 50V ! Jako przełącznika możemy użyć na przykład Arduino, Raspberry Pi lub po prostu mikrokontrolera. Przykład: podpinam Arduino do MOSFETa, a MOSFETa do taśmy LED - i steruję nią jak chcę! Świetne, prawda?

Na filmie podkradam prąd z mojego układu matrycy LED sterowanej mikrokontrolerem. Napięcie, jakie tam wynosi jest równe 5V - podłączyłem je do MOSFETa, a MOSFETa do diod zasilanych napięciem 7,6V.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
To by było na tyle, jeśli chodzi o MOSFETy :) Mam nadzieję że poradnik przybliżył wam ich działanie. Jeśli jednak macie jakieś pytania, zadawajcie je pod spodem ;) Następna część "elektroniki analogowej" już niedługo!
Obrazek
Avatar użytkownika
karolsw2
Administrator
Administrator
 
Posty: 19
Dołączył(a): 4 sty 2016, o 23:16
Lokalizacja: Kraków

Powrót do Poradniki




Użytkownicy przeglądający ten dział: Brak zidentyfikowanych użytkowników i 1 gość