Još jedan element koji treba dodati našem lista elektronskih komponenti je N-kanalni MOSFET tranzistor nazvan IRF520. To je tranzistor koji možete pronaći u različitim formatima, oba neovisna za dodavanje u svoja kola, a također i u modulu ako želite više udobnosti.
U ovom članku ćemo vidjeti sve detalje i tehničke specifikacije IRF520 i također primjer kako bi se koristio sa Arduinom.
Šta je N-kanalni MOSFET tranzistor? i kako to funkcionira
Un MOSFET (metal-oksid-poluprovodnički tranzistor sa efektom polja) To je vrsta tranzistora sa efektom polja koji se široko koristi u modernoj elektronici. N-kanalna verzija je ona koja nas zanima u ovom slučaju, a to znači da su najveći nosioci naboja koji provode struju elektroni (negativni naboji).
Kao što znate, MOSFET ima tri terminala kao što se vidi na gornjoj slici, kao što je kapija, odvod i izvor. Odnosno, kontrola za otvaranje ili zatvaranje toka struje koja prolazi kroz kanal od izvora do odvoda, pri čemu je izvor tamo gdje struja ulazi, a odvod gdje struja izlazi.
Rad N-kanalnog MOSFET-a se zasniva na stvaranje provodnog kanala između drena i izvora primjenom pozitivnog napona na kapiji. Zamislite sendvič: sloj poluvodičkog materijala P-tipa (sa rupama kao većinskim nosiocima) djeluje kao kruh, a između ovih slojeva nalazi se sloj oksida (izolator) i sloj poluvodičkog materijala N-tipa (sa elektronima kao nosiocima) većina). Kada se na gejt primeni pozitivan napon u odnosu na izvor, stvara se električno polje koje privlači slobodne elektrone iz materijala N-tipa prema interfejsu između oksida i materijala P-tipa.
Ovo Akumulacija elektrona u području blizu kapije formira provodni kanal N-tipa. Ovaj kanal djeluje kao most između odvoda i izvora, omogućavajući struji da teče. Promjenom napona na gejtu, može se kontrolisati širina kanala, a time i količina struje koja teče između drena i izvora. Ako se ukloni napon gejta, kanal nestaje i struja se prekida.
Kada se na gejtu ne primjenjuje napon, nema električnog polja koje bi privuklo elektrone i formiralo kanal. Stoga je uređaj u isključenom stanju i ne provodi struju. Primjenom pozitivnog napona na kapiju, a električno polje koje privlači elektrone i formira kanal. Što je napon veći, to je kanal širi i veća struja može teći.
Kao što već znate, ovi MOSFET tranzistori se koriste za široku lepezu različitih aplikacija, djelujući kao pojačivači slabih signala, za prekidače za digitalne sklopove, za AC invertore, ili kao motorni kontroleri, što će biti primjer koji ću dati kasnije. omogućavajući vam kontrolu brzine i smjera DC motora.
Šta je IRF520?
El IRF520 To je unipolarni N-kanalni MOSFET tranzistor, kao što sam već spomenuo. Dizajniran je da podnosi relativno visoke struje i napone. Vrlo je popularna komponenta u elektronici zbog svoje svestranosti i jednostavnosti korištenja.
Pinout i tehničke karakteristike IRF520
u tehničke karakteristike IRF520 Oni se neznatno razlikuju ovisno o proizvođaču i verziji uređaja, ali ovdje je sažetak tipičnih specifikacija koje ćete pronaći u njihovoj tablici sa podacima:
- Napon odvod-izvor (Vds): Obično je 100V, što znači da može izdržati potencijalnu razliku do 100 volti između odvoda i izvora.
- Kontinuirana struja odvoda (Id): oko 9.2A na 25°C, iako to može varirati u zavisnosti od rasipanje snage.
- otpornost na paljenje: Tipično 0.27 oma, ovo je otpor između drena i izvora kada je MOSFET potpuno uključen. Manji otpor znači manje gubitke disipacije.
- Napon gejt-izvor (Vgs): Obično je 10V, ali granični napon (minimalni napon potreban za uključivanje MOSFET-a) je niži.
- Snaga disipacije: oko 60W, ali je potreban odgovarajući hladnjak za rad na ovoj snazi.
- Pakovanje: Obično dolazi kao TO-220, uobičajeni plastični paket za energetske tranzistore.
- Mali komutacioni gubici- IRF520 je poznat po brzom prebacivanju, što znači da može vrlo brzo promijeniti stanje (uključeno/isključeno), minimizirajući gubitke energije.
- visoka pouzdanost: To je robustan i pouzdan uređaj, idealan za industrijske i potrošačke aplikacije.
- Jednostavan za kontrolu- Može se kontrolisati niskonaponskim digitalnim signalima, što ga čini kompatibilnim sa mikrokontrolerima kao što je Arduino.
Kao i tranzistori, ima tri igle ili pinout, o kapiji, izvoru i odvodu, da ako gledate tranzistor sa njegove prednje strane, odnosno, kao što izgleda na prethodnoj fotografiji, imate da je pin na lijevoj strani 1 koji odgovara kapiji, centralni pin To je iz odvoda ili 2, a 3 odgovara onom desno, koji je izvor.
Formati i gdje kupiti
Osim TO pakovanje kojih sam ranije pomenuo, takođe postoje moduli sa IRF520 koji uključuju veće mogućnosti za povezivanje. Cijena mu je jeftina, a možete ga pronaći u mnogim trgovinama elektronike, također na Amazonu:
Primjer upotrebe IRF520 sa Arduinom
Na kraju ćemo uključiti primjer primjena IRF520 sa našom omiljenom pločom, Arduino UNO. U ovom slučaju, modul HCMODU0083 će se koristiti s IRF520 koji djeluje kao kontroler za istosmjerne ili DC motore. Ovdje se može izvršiti vrlo precizna kontrola, koristeći PWM impulse kao tehniku, a kontrolom promjenjivog ulaznog napona može se postići kontrola brzine motora.
Krug za testiranje IRF520 je vrlo jednostavan, samo morate kreirati krug koji se pojavljuje na prethodnoj slici, koristeći potenciometar, 9V bateriju i motor. Što se tiče konekcije, ono što ćemo uraditi je da povežemo 5V GND i VCC izlaze Arduino ploče sa potenciometrom i to na odgovarajuće GND i VCC modula IRF520, kao i na analogni pin 3 Arduina. Što se tiče SIG-a našeg modula, on će biti povezan direktno na pin 9 Arduino ploče za kontrolu pomoću PWM impulsa. Osim toga, također morate spojiti Vin modula na 9V bateriju u našem slučaju, iako bi radio sa bilo kojom baterijom od 5 do 24V. Konačno, jezičak označen Out na modulu, sa V+ i V-, bit će spojen na dva terminala motora.
/*
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);
}