Типы полевых транзисторов с изолированным затвором. Разновидности и режимы работы полевых транзисторов. Пример оформления отчета по лабораторной работе

На принципиальных схемах можно встретить обозначения полевого транзистора той или иной разновидности.

Чтобы не запутаться и получить наиболее полное представление о том, какой всё-таки транзистор используется в схеме, сопоставим условное графическое обозначение униполярного транзистора и его отличительные свойства, и особенности.

В конце концов, схема выглядит так. Его значение должно быть приблизительно от 1 до 100 нФ. Цель состоит в том, чтобы устранить мелкие паразиты. Ну, мы сможем атаковать серьезные вещи! Монеты этой части важны для понимания. Вам не нужно их реализовывать, но если хотите, вы можете.

Теперь, когда у нас есть фундаментальные основы для запуска нашего двигателя без гриля, мы сможем получить другие знания. Начиная с чего-то легкого: регулировка скорости двигателя. Как поясняется в первом разделе этой главы, двигатель постоянного тока имеет прямую зависимость между его напряжением питания и его скоростью вращения. Действительно, чем выше напряжение на его клеммах, тем быстрее будет поворачиваться его ось. Мы можем производить с нашим микроконтроллером квадратный сигнал, чей рабочий цикл является переменным.

Независимо от разновидности полевого транзистора он имеет три вывода. Один из них называется Затвор (З). Затвор является управляющим электродом, на него подают управляющее напряжение. Следующий вывод зовётся Исток (И). Исток аналогичен эмиттеру у биполярных транзисторов. Третий вывод именуется Сток (С). Сток является выводом, с которого снимается выходной ток.

Этот сигнал будет управлять транзистором, который, в свою очередь, будет управлять двигателем. Это изменит скорость двигателя. Но если двигатель прерывается, он будет вращаться, затем остановится, затем начнется снова и так далее. Это не будет красиво, и это не будет быстрее.

Чем ниже, тем медленнее движется двигатель. И наоборот, чем выше рабочий цикл, тем быстрее движется двигатель. Все это в сочетании с транзистором, чтобы получить мощность, и мы можем запустить двигатель с той скоростью, которую мы хотим. Узел будет таким же, как сейчас, с «новым» транзистором и его основным сопротивлением. Теперь, когда двигатель работает с регулируемой скоростью, может оказаться целесообразным повернуть его в другом направлении или даже заблокировать двигатель.

На зарубежных электронных схемах можно увидеть следующее обозначение выводов униполярных транзисторов:

    G – затвор (от англ. – G ate «затвор», «ворота»);

    S – исток (от англ. – S ource «источник», «начало»);

    D – сток (от англ. – D rain «отток», «утечка»).

Зная зарубежные обозначения выводов полевого транзистора, будет легко разобраться в схемах импортной электроники.

Рис.8.1. Разновидности полевых транзисторов

Работа двигателя хорошая. Лучше поворачиваться на правильной скорости. Движение в обоих направлениях идеально. Так вот что мы сейчас попытаемся сделать! Прежде всего, очень простой вопрос: почему двигатель работает только в одном направлении? Очевидный ответ: потому что ток идет только в одном направлении! Вы можете поэкспериментировать с первым редактированием в этой главе, где был только двигатель, подключенный к 9-вольтовой батарее. Попробуйте перевернуть два вывода двигателя, чтобы наблюдать, что происходит: двигатель меняет направление вращения.

Обозначение полевого транзистора с управляющим p-n – переходом (J-FET).

Итак. Транзистор с управляющим p-n – переходом обозначается на схемах так:


n-канальный J-FET


p-канальный J-FET

В зависимости от типа носителей, которые используются для формирования проводящего канала (область, через которую течёт регулируемый ток), данные транзисторы могут быть n-канальные и p-канальные. На графическом обозначении видно, что n-канальные изображаются со стрелкой, направленной внутрь, а p-канальные наружу.

Это связано с магнитным полем, создаваемым внутренними катушками двигателя, которые затем противоположны. Если это активировано, двигатель работает, в противном случае двигатель остановлен. Добавим второй транзистор «с другой стороны» двигателя. Ничто не изменится, но необходимо будет заказать два транзистора для запуска двигателя.

Попробуем с четырьмя транзисторами, давайте будем сумасшедшими! Пока мы будем приводить двигатель в обоих направлениях вращения. Как вы могли заметить, транзисторы работают парами. Действительно, если вы просто закроете один и оставите открытым три других, то в настоящее время некуда идти, и ничего не происходит, двигатель выбегает. Это действие создаст так называемый магнитный тормоз. Затем двигатель закорочен. Вращаясь из-за своей инерции, генерируемый ток возвращается к двигателю и будет его тормозить.

Обозначение МДП-транзистора.

Униполярные транзисторы МДП типа (MOSFET) имеют немного иное условное графическое обозначение, нежели J-FET"ы c управляющим p-n переходом. MOSFET"ы также могут быть как n-канальными, так и p-канальными.

MOSFET"ы существуют двух типов: со встроенным каналом и индуцированным каналом .

Будьте осторожны, но это отличается от явления свободного хода, когда двигатель может свободно вращаться. Как мы видели выше, чтобы защитить транзистор от помех или во время электронного торможения двигателя, мы размещаем диод. В данном случае этот диод должен быть параллелен клеммам транзистора. Здесь у нас есть четыре транзистора, поэтому мы будем использовать четыре диода, которые мы будем размещать на каждом транзисторе. Таким образом, ток всегда найдет способ прохождения, не рискуя силой пропустить через транзисторы, сжигая их.

Кроме того, вращающийся двигатель генерирует сам шум. По этим двум причинам часто бывает полезно добавить конденсаторы фильтра к клеммам двигателя. Как и в следующем сборке, можно поместить параллельно два штыря двигателя и два меньших между штифтом и корпусом двигателя.

В чём разница?

Разница в том, что транзистор с индуцированным каналом открывается только при подаче на затвор положительного или только отрицательного порогового напряжения. Пороговое напряжение (U пор ) – это напряжение между выводом затвора и истока, при котором полевой транзистор открывается и через него начинает протекать ток стока (I c ).

Затем, когда двигатель запустится, он совершит текущий вызов. Таким образом, в момент вылета энергия будет частично обеспечен этим конденсатором, а не батареей. Чтобы избежать пыток с помощью соединений транзисторов и их логики контроля, были разработаны и произведены компоненты «под ключ».

Полевые транзисторы с изолированным затвором

Во-первых, вот ссылка на таблицу компонентов. Этот компонент предназначен для работы с напряжением от 5 В до 36 В и способен доставлять 600 мА на каждый канал. Пиковый ток можно переносить до 1, 2 А на канал. Остерегайтесь меньше беспокоиться! С другой стороны, это предполагает уступки по характеристикам. Разветвление этого компонента довольно простое, но мы увидим его вместе. Этот компонент имеет 16 контактов и работает в соответствии с системой симметрии довольно просто. С каждой стороны средние штифты служат для соединения массы, а также для рассеивания тепла.

Полярность порогового напряжения зависит от типа канала. Для мосфетов с p-каналом к затвору необходимо приложить отрицательное «-» напряжение, а для тех, что с n-каналом, положительное «+» напряжение. Мосфеты с индуцированным каналом ещё называют транзисторами обогащённого типа . Поэтому, если услышите, что говориться о мосфете обогащенного типа – знайте, это транзистор с индуцированным каналом. Далее показано его условное обозначение.

Конструкция полевых транзисторов с управляющим переходом

Входы активации мостов находятся на контактах 1, а затем имеются выводы для управления транзисторами. Как хорошая картина лучше, чем длинная речь, вот возможные случаи и их действия. Осталось только подключить двигатель к соответствующим выходам, чтобы повернуть его. 🙂 И вот он! Вы знаете почти все, что вам нужно знать об этом компоненте.

Преимущества полевых транзисторов

Ах да, это правда, и это важно! Компонент имеет два источника питания. Хотя эти два входа соответствуют одинаковым напряжениям, мы не обязаны устанавливать одинаковые напряжения. Его регулятор может подавать только 250 мА, что является низким. Если вы используете его для питания двигателей, вы рискуете его сжечь!


n-канальный MOSFET


p-канальный MOSFET

Основное отличие МДП-транзистора с индуцированным каналом от полевого транзистора со встроенным каналом заключается в том, что он открывается только при определённом значении (U пороговое) положительного, либо отрицательного напряжения (зависит от типа канала – n или p).

Он также предлагает интересную функцию, которая является измерением тока, проходящего через мост. Есть два силовых контакта, один для логики, а другой для питания. Для обеспечения оптимальной производительности в документации рекомендуется разместить конденсаторы 100 нФ на каждой линии питания. Блок питания логики управления на следующем штыре и источник питания силовой части на шпинделе. Земля, которая находится посередине шпинделя. . Будьте осторожны, чтобы добавить их в свою сборку, иначе ваш компонент будет гореть.

Как и прежде, вот диаграмма иллюстрации. Пойдем, Цзоу, немного напоминание! Циклическое отношение определяется числом от 0 до всех значений между этими двумя крайностями, что дает большее или меньшее циклическое отношение. Чтобы узнать, какое циклическое отношение соответствует какому значению, нужно сделать правило из трех. Расчет, дающий значение для каждой части, определяется следующим соотношением.

Транзистор же со встроенным каналом открывается уже при «0», а при отрицательном напряжении на затворе работает в обеднённом режиме (тоже открыт, но пропускает меньше тока). Если же к затвору приложить положительное «+» напряжение, то он продолжит открываться и перейдёт в так называемый режим обогащения - ток стока будет увеличиваться. Данный пример описывает работу n-канального mosfet"а со встроенным каналом. Их ещё называют транзисторами обеднённого типа . Далее показано их условное изображение на схемах.

Таким образом, это расширение имеет все необходимое для быстрого внедрения одного или нескольких двигателей. Единственным аналогом является то, что накладываются штыри, которые нужно использовать. Тем не менее, существует множество неофициальных моторных щитов, которые могут делать то же самое или почти одно и то же.

Преимущество этого, несомненно, их цены часто дешевле. Тогда у вас должно быть достаточно знаний, чтобы использовать любой неофициальный щит, который вы можете найти. Во-первых, вот адрес описания этого экрана: моторный щит. Возможно, у нас также есть два «токовых зонда», но мы вернемся к ним позже. Если вам нужны эти контакты для других приложений, вы можете снова отключить функцию, отрезая ремень под картой. Схема была откалибрована так, что 3 В, когда мост доставляет 2А. Это соотношение пропорционально, поэтому мы имеем отношение 65 В на усилитель.



На условном графическом обозначении отличить транзистор с индуцированным каналом от транзистора со встроенным каналом можно по разрыву вертикальной черты.

Иногда в технической литературе можно увидеть изображение МОП-транзистора с четвёртым выводом, который является продолжением линии стрелки указывающей тип канала. Так вот, четвёртый вывод – это вывод подложки (substrate). Такое изображение мосфета применяется, как правило, для описания дискретного (т.е. отдельного) транзистора и используется лишь как наглядная модель. В процессе производства подложку обычно соединяют с выводом истока.

Благодаря этому можно ограничиться только двумя контактами для управления каждым двигателем: с направлением и скоростью. Последнее интерпретируется следующим образом: «Выходной сигнал равен 1, если один из двух входов только равен 1». В табличной форме мы получаем следующее. Теперь помните, что условия торможения были точно представлены, когда два входа на мост были на одном уровне. Благодаря умному соединению результата этого логического затвора и управляющих входов можно решить, иметь ли функцию тормоза.

При таком монтаже вы можете выбрать, иметь ли режим тормоза на ваших двигателях. Если вы предпочитаете иметь два контакта и не имеете тормоза, вы снова будете обрезать ремни под картой. Не бойтесь сожаления! Если вы отрезаете ремень, вы всегда можете вернуть его, добавив небольшое пятно сварки, чтобы соединить две прокладки, предусмотренные для этой цели. 😉 Лучше всего было бы иметь возможность надеть всадников, которые были удалены вручную, но эй, это так.


MOSFET с выводом подложки (substrate)


Обозначение мощного МОП-транзистора

В результате соединения истока и подложки в структуре полевого mosfet"а между истоком и стоком образуется встроенный диод . На работу прибора данный диод не влияет, поскольку в схему он включен в обратном направлении. В некоторых случаях, встроенный диод, который образуется из-за технологических особенностей изготовления мощного MOSFET"а можно использовать на практике. В последних поколениях мощных МОП-транзисторов встроенный диод используется для защиты самого элемента.

Теперь вы все знаете об этом щите. Теперь, когда вы знаете общую работу официального щита, вы сможете без проблем использовать большинство моторных щитов. Короче говоря, достаточно моей жизни, давайте изучим модуль! Вот небольшой список важных моментов.

Оставлено желтым: управляющие входы. . Для этого щита требуется небольшая точность. Последний может быть использован или нет. Никаких шуток с логическими воротами, чтобы выиграть булавки. Поэтому вам понадобятся три штыря на двигатель, два для управления направлением и тормозом и один для скорости. Для этого начнем с проводки экрана. Все, что нам нужно сделать - это дело с едой.


Встроенный диод на условном обозначении мощного МДП-транзистора может и не указываться, хотя реально такой диод присутствует в любом мощном полевике.

Полевой транзистор. Определение. Обозначение. Классификация (10+)

Полевой транзистор с индуцированным каналом

Таким образом, мы сможем изменить скорость без перезагрузки программы 😉. И здесь, с электронной точки зрения, все готово. Вот что мне это дает. Теперь нам придется иметь дело с кодом и, как всегда, мы начнем с перечисления переменных, относящихся к используемым контактам.

Но если вы измените последнее, вы увидите, что ваш двигатель вращается. Но почему вы разделите скорость на 4 на строку 5? Потенциометр используется в качестве регулятора скорости, но вы фактически сдвигаете начало координат. Мы также будем следить за тем, чтобы скорость была выше при удалении от виртуального 0.

Полевой транзистор

Полевой транзистор (FET) - электронный прибор, который позволяет регулировать ток, изменяя управляющее напряжение. Как я уже писал ранее, для проектирования электронных схем нет никакой необходимости иметь представление о физических принципах работы и устройстве электронного прибора. Достаточно знать, что это - черный ящик, обладающий определенными характеристиками. Ничего не изменится, если вдруг изобретут новую технологию, позволяющую делать приборы, по характеристикам похожие на полевые транзисторы, но основанные на других принципах. Мы будем их ставить в те же схемы и называть полевиками.

Вы можете рассматривать это как упражнение. После этого короткое видео результата. Поздравляем тех, кто пытался сделать эту программу, даже если они не прибыли! В последнем случае вы можете пойти на форумы и задать любые вопросы после проверки того, что вы все пытались понять. 😉 Это видео, которое показывает, как работает программа.

Теперь можно будет показать вам существование некоторых конкретных двигателей, которые полагаются на двигатель постоянного тока для работы. И вы увидите, что сможем многое сделать! 😉. Во время этого поведения линейного типа в канале устанавливается пустая область, размер которой пропорционален обратной полярности между затвором и источником и расширяется более широко на стороне сливного терминала из-за того, что он подключен к положительной клемме и в этой области обратная поляризация более акцентирована.

Определение полевого транзистора

Полевой транзистор - это прибор, обладающий четырьмя выводами: Исток, Сток, Затвор, Подложка. Управляющее напряжение прилагается между Затвором и Истоком. В большинстве случаев подложка внутри корпуса соединена с истоком, так что наружу торчат три вывода. Некоторые виды полевых транзисторов не имеют подложки (транзисторы с p-n переходом).

Полевой транзистор имеет два режима работы: Линейный участок и участок насыщения.

Линейный участок: [Ток стока, А ] = 2 * k * (([Управляющее напряжение, В ] - [Пороговое напряжение, В ]) * [Напряжение сток - исток, В ] - 0.5 [Напряжение сток - исток, В ] ^ 2)

Участок насыщения: [Ток стока, А ] = k * ([Управляющее напряжение, В ] - [Пороговое напряжение, В ]) ^ 2

Пороговое напряжение (напряжение отсечки) - это некоторая абстрактная величина, для которой верно уравнение линейного участка. Можно считать, что это напряжение, при котором продолженная прямая линия линейного участка достигает нулевого тока. Обратите внимание, что это именно абстракция. Очень распространенной ошибкой является мнение, что при управляющем напряжении, меньше порогового, проводимость отсутствует. Это не так. Гарантировать отсутствие проводимости можно только, если напряжение меньше намного (несколько вольт). Если же оно вблизи порогового, то небольшая проводимость присутствует, но вывести разумную формулу для ее расчета возможным (да и полезным) не представляется.

Подложка образует p-n переход с полупроводниковым каналом, соединяющим сток и исток, так что напряжение на подложке не должно быть меньше (для канала типа n) / больше (для канала типа p) напряжения на истоке.

Сопротивление между затвором и истоком полевого транзистора в рабочем режиме очень высокое.

Электронный прибор с четырьмя или тремя выводами, обладающий свойствами, описанными этими формулами, мы будем называть Полевым транзистором

Обозначение и классификация (виды, типы) полевых транзисторов

Полевые транзисторы бывают с изолированным затвором (MOSFET, МОП) (первая буква индекса на картинке "A") и с p-n переходом (первая буква индекса на картинке "B"). Прибор с изолированным затвором может работать при любой полярности напряжения на затворе, так как затвор изолирован от канала. Прибор с p-n переходом работает, только если p-n переход не проводит электрический ток, то есть прямое напряжение не может превышать нескольких десятых вольта.

Полевые транзисторы бывают с каналом n - типа (вторая буква индекса на картинке "A") и p - типа (вторая буква индекса на картинке "B"). n - канальные транзисторы работают, когда напряжение на истоке меньше напряжения на стоке, p - канальные, наоборот, когда напряжение на истоке больше напряжения на стоке. На затвор n - канального полевого транзистора с p-n переходом нужно подавать отрицательное напряжение относительно истока, на затвор p - канального - положительное.