Ještě jeden prvek k našemu přidání seznam elektronických součástek je N-kanálový MOSFET tranzistor s názvem IRF520. Je to tranzistor, který můžete najít v různých formátech, a to jak nezávislých pro přidání do vašich obvodů, tak také v modulu, pokud chcete více pohodlí.
V tomto článku uvidíme všechny podrobnosti a technické specifikace IRF520 a také příklad toho, jak by byl použit s Arduinem.
Co je to N-kanálový MOSFET tranzistor? a jak to funguje
Un MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Tranzistor) Je to typ tranzistoru s efektem pole, který je široce používán v moderní elektronice. N-kanálová verze je ta, která nás v tomto případě zajímá, a to znamená, že většinu nosičů náboje, které vedou proud, jsou elektrony (záporné náboje).
Jak víte, MOSFET má tři terminály, jak je vidět na obrázku výše, jako např brána, odtok a zdroj. To znamená, že ovládání otevírá nebo uzavírá tok proudu, který prochází kanálem ze zdroje do odpadu, zatímco zdroj je místo, kde proud vstupuje, a kanál, kde proud odchází.
Provoz N-kanálového MOSFETu je založen na vytvoření vodivého kanálu mezi mozkem a zdrojem přivedením kladného napětí na bránu. Představte si sendvič: vrstva polovodičového materiálu typu P (s otvory jako většinovými nosiči) působí jako chléb a mezi těmito vrstvami je vrstva oxidu (izolátor) a vrstva polovodičového materiálu typu N (s elektrony jako nosiči) většina). Když se kladné napětí přivede na hradlo vzhledem ke zdroji, vytvoří se elektrické pole, které přitahuje volné elektrony z materiálu typu N směrem k rozhraní mezi oxidem a materiálem typu P.
Tento Akumulace elektronů v oblasti poblíž brány tvoří vodivý kanál typu N. Tento kanál funguje jako most mezi odtokem a zdrojem a umožňuje tok proudu. Změnou napětí na bráně lze ovládat šířku kanálu a tím i množství proudu tekoucího mezi kolektorem a zdrojem. Pokud je napětí hradla odstraněno, kanál zmizí a proud je přerušen.
Když na bránu není přivedeno žádné napětí, neexistuje žádné elektrické pole, které by přitahovalo elektrony a vytvořilo kanál. Proto je zařízení v odpojeném stavu a nevede proud. Přivedením kladného napětí na bránu, a elektrické pole, které přitahuje elektrony a tvoří kanál. Čím vyšší je napětí, tím širší je kanál a tím větší proud může protékat.
Jak již víte, tyto tranzistory MOSFET se používají pro širokou škálu různých aplikací, fungují jako zesilovače slabého signálu, pro spínače pro digitální obvody, pro střídavé měniče nebo jako regulátory motoru, což bude příklad, který uvedu později. umožňuje ovládat rychlost a směr stejnosměrného motoru.
Co je IRF520?
El IRF520 Je to unipolární N-kanálový MOSFET tranzistor, jak jsem již zmínil. Je navržen tak, aby zvládal relativně vysoké proudy a napětí. Je to velmi oblíbená součástka v elektronice díky své univerzálnosti a snadnému použití.
Pinout a technické vlastnosti IRF520
the technické vlastnosti IRF520 Mírně se liší v závislosti na výrobci a verzi zařízení, ale zde je shrnutí typických specifikací, které najdete v jejich datasheetu:
- Napětí zdroje odtoku (Vds): Obvykle je to 100 V, což znamená, že může odolat potenciálnímu rozdílu až 100 voltů mezi kolektorem a zdrojem.
- Trvalý odběrový proud (Id): kolem 9.2 A při 25 °C, i když se to může lišit v závislosti na ztrátovém výkonu.
- odolnost proti vznícení: Typicky 0.27 ohmů, to je odpor mezi kolektorem a zdrojem, když je MOSFET plně zapnutý. Nižší odpor znamená nižší ztráty rozptylem.
- Napětí zdroje brány (Vgs): Obvykle je to 10V, ale prahové napětí (minimální napětí potřebné pro zapnutí MOSFETu) je nižší.
- Disipační výkon: kolem 60W, ale pro provoz při tomto výkonu vyžaduje vhodný chladič.
- Obal: Obvykle se dodává jako TO-220, běžný plastový obal pro výkonové tranzistory.
- Nízká spínací ztráta- IRF520 je známý svým rychlým přepínáním, což znamená, že dokáže velmi rychle změnit stav (zapnuto/vypnuto), čímž se minimalizují ztráty energie.
- Vysoká spolehlivost: Je to robustní a spolehlivé zařízení, ideální pro průmyslové a spotřebitelské aplikace.
- Snadné ovládání- Lze jej ovládat nízkonapěťovými digitálními signály, díky čemuž je kompatibilní s mikrokontroléry, jako je Arduino.
Stejně jako tranzistory má tři kolíky nebo pinout, že hradla, zdroje a kolektoru, že když se podíváte na tranzistor z jeho přední strany, to znamená, jak vypadá na předchozí fotografii, zjistíte, že kolík vlevo je 1 odpovídající hradlu, centrální kolík Je z odtoku nebo 2 a 3 odpovídá tomu vpravo, který je zdrojem.
Formáty a kde koupit
Kromě DO balení o kterých jsem se již zmínil, existují také moduly s IRF520 které zahrnují větší možnosti připojení. Jeho cena je levná a najdete ji v mnoha obchodech s elektronikou, také na Amazonu:
Příklad použití IRF520 s Arduinem
Nakonec uvedeme příklad aplikace IRF520 s naší oblíbenou deskou, Arduino UNO. V tomto případě bude modul HCMODU0083 použit s IRF520, který funguje jako regulátor pro stejnosměrné nebo stejnosměrné motory. Zde lze provádět velmi přesné řízení pomocí PWM pulzů jako techniky a řízením proměnného vstupního napětí lze dosáhnout řízení rychlosti motoru.
Obvod pro testování IRF520 je velmi jednoduchý, stačí vytvořit obvod, který se zobrazuje na předchozím obrázku, pomocí potenciometru, 9V baterie a motoru. Co se týče zapojení, uděláme tak, že propojíme 5V GND a VCC výstupy desky Arduino s potenciometrem a ty také s odpovídajícími GND a VCC modulu IRF520 a také s analogovým pinem 3 Arduina. Pokud jde o SIG našeho modulu, bude připojen přímo na pin 9 desky Arduino pro ovládání pomocí PWM impulsů. Kromě toho musíte v našem případě připojit Vin modulu k 9V baterii, i když by to fungovalo s jakoukoli 5 až 24V baterií. Nakonec bude jazýček označený Out na modulu s V+ a V- připojen ke dvěma svorkám motoru.
/*
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);
}