Tipuri de tranzistoare cu efect de câmp cu o poartă izolată. Varietăți și moduri de funcționare ale tranzistoarelor cu efect de câmp. Un exemplu de raport de laborator
Pe diagramele de circuit, puteți găsi denumirile unui tranzistor cu efect de câmp de un fel sau altul.
Pentru a nu ne confunda și a obține cea mai completă imagine a tipului de tranzistor care este încă utilizat în circuit, comparăm denumirea grafică convențională a unui tranzistor unipolar și proprietățile și caracteristicile sale distinctive.
Până la urmă, schema arată așa. Valoarea sa ar trebui să fie de aproximativ 1 până la 100 nF. Scopul este eliminarea micilor paraziți. Ei bine, vom putea ataca lucruri serioase! Monedele din această parte sunt importante de înțeles. Nu trebuie să le implementați, dar puteți dacă doriți.
Acum că avem elementele de bază pentru pornirea motorului fără grătar, putem obține alte cunoștințe. Începând cu ceva ușor: reglarea vitezei motorului. După cum sa explicat în prima secțiune a acestui capitol, motorul curent continuu are o relație directă între tensiunea de alimentare și viteza de rotație. Într-adevăr, cu cât tensiunea la bornele sale este mai mare, cu atât axa se va întoarce mai repede. Putem produce cu microcontrolerul nostru un semnal pătrat al cărui ciclu de lucru este variabil.
Indiferent de tipul de tranzistor cu efect de câmp, acesta are trei ieșiri. Unul dintre ei se numește Poartă(Z). Poarta este un electrod de control, i se aplică o tensiune de control. Următoarea ieșire este Sursă(ȘI). Sursa este similară cu emițătorul tranzistoare bipolare. A treia concluzie se numește Stoc(DIN). Drenul este terminalul din care este extras curentul de ieșire.
Acest semnal va conduce tranzistorul, care la rândul său va conduce motorul. Acest lucru va schimba viteza motorului. Dar dacă motorul este întrerupt, se va învârti, apoi se va opri, apoi va porni din nou și așa mai departe. Nu va fi frumos și nu va fi mai rapid.
Cu cât mai jos, cu atât motorul se mișcă mai încet. Dimpotrivă, cu cât ciclul de lucru este mai mare, cu atât motorul se mișcă mai repede. Toate acestea combinate cu un tranzistor pentru a obține putere și putem rula motorul la viteza dorită. Nodul va fi la fel ca acum, cu un tranzistor „nou” și rezistența sa principală. Acum că motorul funcționează la o viteză controlată, ar putea fi înțelept să îl rotiți într-o altă direcție sau chiar să blocați motorul.
Pe străină circuite electronice ah, puteți vedea următoarea denumire a terminalelor tranzistoarelor unipolare:
G- obturator (din engleză - G a mâncat „oblon”, „poartă”);
S- sursa (din engleza - S ource „sursă”, „început”);
D- stoc (din engleză - D ploaie „ieșire”, „scurgere”).
Cunoscând denumirile străine ale ieșirilor unui tranzistor cu efect de câmp, va fi ușor de înțeles circuitele electronicelor importate.
Fig.8.1. Varietăți de tranzistoare cu efect de câmp
Performanța motorului este bună. Cel mai bine este să virați cu viteza potrivită. Mișcarea în ambele direcții este perfectă. Deci asta încercăm să facem acum! În primul rând, o întrebare foarte simplă: de ce funcționează motorul doar într-o singură direcție? Răspunsul evident este: pentru că curentul curge doar într-o singură direcție! Puteți experimenta cu prima editare din acest capitol în care era doar un motor conectat la o baterie de 9 volți. Încercați să răsturnați cele două cabluri ale motorului pentru a vedea ce se întâmplă: motorul inversează direcția.
Desemnarea unui tranzistor cu efect de câmp cu o joncțiune p-n de control (J-FET).
Asa de. Tranzistor cu gestionarea p-n- tranziția este indicată pe diagrame după cum urmează:
J-FET cu canal n
J-FET cu canal p
În funcție de tipul de purtători care sunt utilizați pentru a forma canalul conductiv (zona prin care curge curentul reglat), acești tranzistori pot fi cu canal n și canal p. Notația grafică arată că n-canalele sunt reprezentate cu o săgeată îndreptată spre interior, iar p-canalele spre exterior.
Este legat de camp magnetic generate de bobinele interne ale motorului, care sunt apoi opuse. Dacă aceasta este activată, motorul este pornit, în caz contrar motorul este oprit. Să adăugăm un al doilea tranzistor „de cealaltă parte” a motorului. Nu se va schimba nimic, dar va fi necesar să comandați două tranzistoare pentru a porni motorul.
Să încercăm cu patru tranzistoare, să fim nebuni! Deocamdată, vom conduce motorul în ambele sensuri de rotație. După cum puteți vedea, tranzistorii funcționează în perechi. Într-adevăr, dacă doar închideți unul și lăsați celelalte trei deschise, în prezent nu există unde să mergeți și nu se întâmplă nimic, motorul se oprește. Această acțiune va crea o așa-numită frână magnetică. Apoi motorul este scurtcircuitat. Rotindu-se datorita inertiei sale, curentul generat revine in motor si il va incetini.
Denumirea tranzistorului MIS.
Tranzistoarele unipolare de tip MIS (MOSFET) au o denumire grafică convențională ușor diferită față de J-FET-urile cu un control joncțiune p-n. MOSFET-urile pot fi, de asemenea, fie pe canal n, fie pe canal p.
MOSFET-urile sunt de două tipuri: canal încorporatȘi canal indus.
Fiți atenți, dar acest lucru este diferit de fenomenul de rulare liberă în care motorul este liber să se rotească. După cum am văzut mai sus, pentru a proteja tranzistorul de interferențe sau în timpul frânării electronice a motorului, plasăm o diodă. În acest caz, această diodă ar trebui să fie în paralel cu bornele tranzistorului. Aici avem patru tranzistoare, așa că vom folosi patru diode pe care le vom plasa pe fiecare tranzistor. Astfel, curentul va găsi întotdeauna o cale să treacă fără a risca forța prin tranzistoare, arzându-le.
În plus, un motor rotativ generează zgomot în sine. Din aceste două motive, este adesea util să adăugați condensatori de filtru la bornele motorului. La fel ca în asamblarea următoare, doi știfturi de motor pot fi plasați în paralel și doi mai mici între știft și carcasa motorului.
Care este diferența?
Diferența este că tranzistorul cu canal indus pornește numai atunci când la poartă este aplicată o tensiune de prag pozitivă sau numai negativă. Tensiune de prag ( U de când ) este tensiunea dintre bornele poartă și sursă la care FET-ul se deschide și curentul de scurgere începe să curgă prin el ( IC ).
Apoi, când motorul pornește, va efectua apelul curent. Astfel, in momentul plecarii, energia va fi asigurata partial de acest condensator, si nu de baterie. Pentru a nu fi torturat de conexiunile tranzistorului și de logica lor de control, componentele la cheie au fost proiectate și fabricate.
Tranzistoare cu efect de câmp cu poartă izolată
Mai întâi, aici este un link către tabelul de componente. Această componentă este proiectată să funcționeze de la 5V la 36V și este capabilă să furnizeze 600mA pe canal. Curentul de vârf poate fi transportat până la 1,2 A pe canal. Atenție, mai puține griji! Pe de altă parte, aceasta implică concesii de performanță. Ramificarea acestei componente este destul de simplă, dar o vom vedea împreună. Această componentă are 16 pini și funcționează conform sistemului de simetrie destul de simplu. Pe fiecare parte, știfturile din mijloc servesc la conectarea masei, precum și la disiparea căldurii.
Polaritatea tensiunii de prag depinde de tipul canalului. Pentru mosfet-urile cu canal p trebuie aplicată o tensiune negativă „-” la poartă, iar pentru cele cu canal n, o tensiune pozitivă „+”. Mosfet-urile cu un canal indus sunt denumite și tranzistori. tip îmbogățit. Prin urmare, dacă auziți ce se spune despre un mosfet de tip îmbogățit, ar trebui să știți că acesta este un tranzistor cu canal indus. Simbolul acestuia este prezentat mai jos.
Proiectarea tranzistoarelor cu efect de câmp cu o joncțiune de control
Intrările de activare a podului sunt pe pinii 1 și apoi există pini pentru a conduce tranzistoarele. Ca și cum o imagine bună este mai bună decât un discurs lung, iată cazuri posibileși acțiunile lor. Rămâne doar să conectați motorul la ieșirile corespunzătoare pentru a-l porni. 🙂 Și iată-l! Știi aproape tot ce trebuie să știi despre această componentă.
Avantajele FET-urilor
O, da, este adevărat și este important! Componenta are două surse de alimentare. Deși aceste două intrări corespund acelorași tensiuni, nu suntem obligați să setăm aceleași tensiuni. Regulatorul său poate furniza doar 250mA, ceea ce este scăzut. Dacă îl folosești pentru a alimenta motoare, riști să-l arzi!
MOSFET cu canale n
MOSFET cu canal p
Principala diferență dintre un tranzistor MIS cu canal indus și un tranzistor cu efect de câmp cu canal integrat este că se deschide numai la o anumită valoare (pragul U) a tensiunii pozitive sau negative (în funcție de tipul de canal - n sau p ).
De asemenea, oferă o caracteristică interesantă care este măsurarea curentului care trece prin pod. Există doi pini de alimentare, unul pentru logică și unul pentru alimentare. Pentru o performanță optimă, documentația recomandă plasarea condensatoarelor de 100nF pe fiecare linie de alimentare. Alimentarea logică de control pe următorul pin și sursa de alimentare a unității de alimentare pe ax. Pământul care se află în mijlocul fusului. . Aveți grijă să le adăugați la ansamblu, altfel componenta dvs. se va arde.
Ca și înainte, iată diagrama ilustrației. Hai să mergem, Zou, un mic reamintire! Raportul ciclic este definit ca un număr de la 0 la toate valorile dintre aceste două extreme, ceea ce dă un raport ciclic mai mare sau mai mic. Pentru a afla ce relație ciclică corespunde cărei valori, trebuie să faceți o regulă de trei. Calculul care dă valoarea pentru fiecare parte este determinat de următoarea relație.
Un tranzistor cu un canal încorporat se deschide deja la „0”, iar cu o tensiune negativă la poartă, funcționează în modul slab(de asemenea deschis, dar trece mai puțin curent). Dacă o tensiune pozitivă „+” este aplicată la poartă, atunci aceasta va continua să se deschidă și să intre în așa-numita regim de îmbogățire- curentul de scurgere va crește. Acest exemplu descrie funcționarea unui mosfet cu canale n cu un canal încorporat.Sunt numiți și tranzistori tip epuizat. Următoarele arată reprezentarea lor condiționată în diagrame.
Astfel, această extensie are tot ce ai nevoie pentru a implementa rapid unul sau mai multe motoare. Singurul analog este că știfturile care urmează să fie utilizate sunt suprapuse. Cu toate acestea, există multe scuturi de motor neoficiale care pot face același lucru sau aproape același lucru.
Avantajul acestui lucru este, fără îndoială, prețurile lor sunt adesea mai ieftine. Atunci ar trebui să aveți suficiente cunoștințe pentru a folosi orice scut neoficial pe care îl puteți găsi. Mai întâi, iată adresa pentru descrierea acestui ecran: scut motor. Poate avem și două „sonde curente”, dar vom reveni la ele mai târziu. Dacă aveți nevoie de aceste contacte pentru alte aplicații, puteți dezactiva din nou caracteristica tăind cureaua de sub card. Circuitul a fost calibrat astfel încât 3V atunci când puntea furnizează 2A. Acest raport este proporțional, deci avem un raport de 65V per amplificator.
Pe o denumire grafică convențională, un tranzistor cu un canal indus poate fi distins de un tranzistor cu un canal integrat printr-o întrerupere a liniei verticale.
Uneori, în literatura tehnică puteți vedea imaginea MOSFET-ului cu al patrulea terminal, care este o continuare a liniei săgeții care indică tipul de canal. Deci, a patra ieșire este ieșirea substratului (substratului). O astfel de imagine a unui mosfet este folosită, de regulă, pentru a descrie un tranzistor discret (adică individual) și este folosită doar ca model vizual. În timpul procesului de fabricație, substratul este de obicei conectat la terminalul sursă.
Datorită acestui lucru, vă puteți limita la doar două contacte pentru controlul fiecărui motor: cu direcția și viteza. Acesta din urmă este interpretat după cum urmează: „Ieșirea este 1 dacă una dintre cele două intrări este doar 1”. În formă tabelară, obținem următoarele. Acum amintiți-vă că condițiile de frânare au fost reprezentate cu acuratețe atunci când cele două intrări în pod erau la același nivel. Prin conectarea inteligentă a rezultatului acestei porți logice și a intrărilor de control, se poate decide dacă să aibă o funcție de frânare.
Cu această instalare, puteți alege dacă doriți să aveți un mod de frână pe motoarele dvs. Dacă preferați să aveți doi știfturi și să nu aveți frână, veți tăia din nou curelele de sub kart. Nu-ți fie frică de regret! Dacă tăiați cureaua, o puteți returna oricând adăugând un mic punct de sudură pentru a conecta cele două distanțiere prevăzute în acest scop. 😉 Cel mai bine ar fi să poți pune pe călăreți care au fost scoși manual, dar ei, așa este.
MOSFET cu ieșire de substrat
Desemnarea MOSFET de putere
Ca rezultat al conectării sursei și substratului în structura mosfetului de câmp, a diodă încorporată. Această diodă nu afectează funcționarea dispozitivului, deoarece este inclusă în circuit în direcția opusă. În unele cazuri, o diodă încorporată, care se formează datorită tehnologiei de fabricație a unui MOSFET de mare putere, poate fi utilizată în practică.În ultimele generații de MOSFET de mare putere, o diodă încorporată este utilizată pentru a proteja elementul în sine.
Acum știți cu toții despre acest scut. Acum că știți funcționarea generală a scutului oficial, ar trebui să puteți utiliza majoritatea scuturilor de motor fără probleme. Pe scurt, destul de viata mea, sa invatam modulul! Iată o mică listă de puncte importante.
Galben stânga: intrări de control. . Acest scut necesită puțină precizie. Acesta din urmă poate fi sau nu utilizat. Fără glume poarta logică pentru a câștiga pini. Prin urmare, veți avea nevoie de trei pini per motor, doi pentru controlul direcției și frânelor și unul pentru viteză. Pentru a face acest lucru, să începem prin cablarea ecranului. Tot ce trebuie să facem este să ne ocupăm de mâncare.
Este posibil ca dioda încorporată pe simbolul unui tranzistor MOS puternic să nu fie indicată, deși, în realitate, o astfel de diodă este prezentă în orice dispozitiv de câmp puternic.
Tranzistor cu efect de câmp. Definiție. Desemnare. Clasificare (10+)
FET cu canal indus
Astfel vom putea schimba viteza fără a reporni programul 😉. Și aici, din punct de vedere electronic, totul este gata. Asta îmi oferă. Acum trebuie să ne ocupăm de cod și, ca întotdeauna, vom începe prin a enumera variabilele legate de contactele folosite.
Dar dacă îl schimbi pe acesta din urmă, vei vedea că motorul tău se învârte. Dar de ce ai împărți viteza la 4 la linia 5? Potențiometrul este folosit ca regulator de viteză, dar de fapt schimbați originea. De asemenea, ne vom asigura că viteza este mai mare îndepărtându-ne de 0 virtual.
Tranzistor cu efect de câmp
Un tranzistor cu efect de câmp (FET) este un dispozitiv electronic care vă permite să reglați curentul prin schimbarea tensiunii de control. După cum am scris mai devreme, pentru proiectarea circuitelor electronice nu este nevoie să aveți o idee despre principiile fizice de funcționare și proiectarea unui dispozitiv electronic. Este suficient să știți că aceasta este o cutie neagră cu anumite caracteristici. Nimic nu se va schimba dacă inventează brusc tehnologie nouă, care vă permite să realizați dispozitive care sunt similare ca caracteristici cu tranzistoarele cu efect de câmp, dar bazate pe alte principii. Îi vom pune în aceleași scheme și îi vom numi muncitori pe teren.
Puteți considera acest lucru ca pe un exercițiu. După aceea, un scurt videoclip cu rezultatul. Felicitări celor care au încercat să realizeze acest program chiar dacă nu au ajuns! În acest din urmă caz, puteți merge pe forumuri și puteți pune orice întrebări după ce ați verificat ceea ce încercați să înțelegeți cu toții. 😉 Acesta este un videoclip care arată cum funcționează programul.
Acum va fi posibil să vă arătăm existența unor motoare specifice care se bazează pe un motor DC pentru a funcționa. Și vei vedea că putem face multe! 😉. În timpul acestui comportament de tip liniar, în canal se stabilește o regiune goală, a cărei dimensiune este proporțională cu polaritatea inversă dintre poartă și sursă și se extinde mai mult pe partea terminalului de scurgere datorită conectării acesteia la terminalul pozitiv. iar în această regiune polarizarea inversă este mai accentuată.
Definirea tranzistorului cu efect de câmp
Un tranzistor cu efect de câmp este un dispozitiv cu patru terminale: Source, Drain, Gate, Substrate. Se aplică o tensiune de control între Poartă și Sursă. În cele mai multe cazuri, substratul din interiorul pachetului este conectat la sursă, astfel încât trei fire să iasă în afară. Unele specii tranzistoare cu efect de câmp nu au substrat (tranzistoare cu joncțiune p-n).
Tranzistorul cu efect de câmp are două moduri de funcționare: secțiune liniară și secțiune de saturație.
Secțiune de linie: [Curent de scurgere, A] = 2 * k * (([ Tensiune de control, V] - [Tensiune de prag, V]) * [Tensiune de scurgere - sursă, V] - 0.5 [Tensiune de scurgere - sursă, V] ^ 2)
Zona de saturație: [Curent de scurgere, A] = k * ([ Tensiune de control, V] - [Tensiune de prag, V]) ^ 2
Tensiune de prag (tensiune de întrerupere)- aceasta este o cantitate abstractă pentru care ecuația unei secțiuni liniare este adevărată. Putem considera că aceasta este tensiunea la care linia dreaptă continuă a secțiunii liniare atinge curentul zero. Vă rugăm să rețineți că aceasta este o abstractizare. O greșeală foarte frecventă este opinia că atunci când tensiunea de control este mai mică decât pragul, nu există conducție. Nu este adevarat. Este posibil să se garanteze absența conductibilității doar dacă tensiunea este mult mai mică (câțiva volți). Dacă este aproape de prag, atunci este prezentă o conductivitate mică, dar nu pare posibil (și util) să se obțină o formulă rezonabilă pentru calculul acesteia.
Substratul formează o joncțiune p-n cu un canal semiconductor care conectează drenul și sursa, astfel încât tensiunea de pe substrat nu trebuie să fie mai mică (pentru un canal de tip n) / mai mare decât (pentru un canal de tip p) tensiunea sursei.
Rezistența dintre poartă și sursa tranzistorului cu efect de câmp în modul de funcționare este foarte mare.
Un dispozitiv electronic cu patru sau trei terminale, având proprietățile descrise de aceste formule, vom apela FET
Desemnarea și clasificarea (tipuri, tipuri) de tranzistoare cu efect de câmp
Tranzistoarele cu efect de câmp vin cu o poartă izolată (MOSFET, MOS) (prima literă a indexului din imagine este „A”) și cu o joncțiune p-n (prima literă a indexului din imagine este „B”). Un dispozitiv de poartă izolată poate funcționa cu orice polaritate a tensiunii de poartă, deoarece poarta este izolată de canal. Un dispozitiv cu o joncțiune p-n funcționează numai dacă joncțiunea p-n nu conduce electricitate, adică tensiunea directă nu poate depăși câteva zecimi de volt.
Tranzistoarele cu efect de câmp vin cu un canal de tip n (a doua literă a indexului din imagine este „A”) și un tip p (a doua literă a indexului din imagine este „B”). Tranzistoarele n - canal funcționează atunci când tensiunea sursei este mai mică decât tensiunea de drenaj, p - tranzistoarele cu canal, dimpotrivă, atunci când tensiunea sursei este mai mare decât tensiunea de dren. O tensiune negativă în raport cu sursa trebuie aplicată la poarta unui tranzistor cu efect de câmp cu canale n cu o joncțiune p-n și o tensiune pozitivă la poarta cu canal p.
