Še en element, ki ga lahko dodamo našemu seznam elektronskih komponent je N-kanalni MOSFET tranzistor z imenom IRF520. To je tranzistor, ki ga lahko najdete v različnih formatih, tako neodvisne, da jih dodate svojim vezjem, kot tudi v modulih, če želite več udobja.
V tem članku bomo videli vse podrobnosti in tehnične specifikacije IRF520 in tudi primer, kako bi se uporabljal z Arduinom.
Kaj je N-kanalni MOSFET tranzistor? in kako deluje
Un MOSFET (metal-oksid-polprevodniški tranzistor z učinkom polja) Je vrsta tranzistorja z učinkom polja, ki se pogosto uporablja v sodobni elektroniki. V tem primeru nas zanima N-kanalna različica, ki pomeni, da so glavni nosilci naboja, ki prevajajo tok, elektroni (negativni naboji).
Kot veste, ima MOSFET tri terminale, kot je prikazano na zgornji sliki, kot je vrata, odtok in vir. To je nadzor za odpiranje ali zapiranje toka toka, ki prehaja skozi kanal od vira do odtoka, medtem ko je vir vstop toka in odtok, kjer tok zapušča.
Delovanje N-kanalnega MOSFET-a temelji na ustvarjanje prevodnega kanala med odvodom in virom z uporabo pozitivne napetosti na vratih. Predstavljajte si sendvič: plast polprevodniškega materiala tipa P (z luknjami kot glavnimi nosilci) deluje kot kruh, med tema plastma pa sta plast oksida (izolator) in plast polprevodniškega materiala tipa N (z elektroni kot nosilci) .večina). Ko se na vrata uporabi pozitivna napetost glede na izvor, se ustvari električno polje, ki privlači proste elektrone iz materiala tipa N proti vmesniku med oksidom in materialom tipa P.
To Kopičenje elektronov v območju blizu vrat tvori prevodni kanal tipa N. Ta kanal deluje kot most med odtokom in izvorom, kar omogoča pretok toka. S spreminjanjem napetosti na vratih lahko nadzirate širino kanala in s tem količino toka, ki teče med odtokom in virom. Če se napetost vrat odstrani, kanal izgine in tok je prekinjen.
Ko na vrata ni napetosti, ni električnega polja, ki bi pritegnilo elektrone in oblikovalo kanal. Zato je naprava v izklopljenem stanju in ne prevaja toka. Z uporabo pozitivne napetosti na vratih, a električno polje, ki privlači elektrone in tvori kanal. Višja kot je napetost, širši je kanal in večji tok lahko teče.
Kot že veste, se ti tranzistorji MOSFET uporabljajo za široko paleto različnih aplikacij, ki delujejo kot ojačevalci šibkega signala, za stikala za digitalna vezja, za AC pretvornike ali kot krmilniki motorjev, kar bo primer, ki ga bom dal kasneje. omogoča nadzor hitrosti in smeri enosmernega motorja.
Kaj je IRF520?
El IRF520 To je unipolarni N-kanalni MOSFET tranzistor, kot sem že omenil. Zasnovan je za relativno visoke tokove in napetosti. Je zelo priljubljena komponenta v elektroniki zaradi svoje vsestranskosti in enostavne uporabe.
Pinout in tehnične značilnosti IRF520
The tehnične lastnosti IRF520 Nekoliko se razlikujejo glede na proizvajalca in različico naprave, vendar je tukaj povzetek tipičnih specifikacij, ki jih boste našli v njihovem podatkovnem listu:
- Odvodna napetost (Vds): Običajno je 100 V, kar pomeni, da lahko prenese potencialno razliko do 100 voltov med odvodom in virom.
- Trajni odvodni tok (Id): približno 9.2 A pri 25 °C, čeprav se to lahko razlikuje glede na porazdelitev moči.
- odpornost proti vžigu: Običajno 0.27 ohma, to je upor med odvodom in izvorom, ko je MOSFET popolnoma vklopljen. Manjši upor pomeni manjše disipacijske izgube.
- Napetost vrata-izvor (Vgs): Običajno je 10 V, vendar je mejna napetost (najmanjša napetost, potrebna za vklop MOSFET-a) nižja.
- Disipacijska moč: približno 60 W, vendar za delovanje pri tej moči potrebuje ustrezen hladilnik.
- Pakiranje: Običajno je na voljo kot TO-220, običajno plastično ohišje za tranzistorje moči.
- Nizka preklopna izguba- IRF520 je znan po hitrem preklapljanju, kar pomeni, da lahko zelo hitro spremeni stanje (vklop/izklop), kar zmanjša izgube energije.
- Visoka zanesljivost: Je robustna in zanesljiva naprava, idealna za industrijsko in potrošniško uporabo.
- Enostaven za nadzor- Lahko se krmili z nizkonapetostnimi digitalnimi signali, zaradi česar je združljiv z mikrokontrolerji, kot je Arduino.
Tako kot tranzistorji ima tri zatiči ali pinout, vrata, izvora in odtoka, če pogledate tranzistor z njegove sprednje strani, to je, kot je prikazano na prejšnji fotografiji, vidite, da je nožica na levi 1, ki ustreza vratom, osrednji zatič Je iz odtoka ali 2, 3 pa ustreza tistemu na desni, ki je vir.
Formati in kje kupiti
Poleg DO embalaže ki sem jih prej omenil, obstajajo tudi modulov z IRF520 ki vključujejo večje zmogljivosti za povezovanje. Njegova cena je nizka, najdete pa ga v številnih trgovinah z elektroniko, tudi na Amazonu:
Primer uporabe IRF520 z Arduinom
Nazadnje bomo vključili primer uporabo IRF520 z našo najljubšo ploščo, the Arduino UNO. V tem primeru bo uporabljen modul HCMODU0083 z IRF520, ki deluje kot krmilnik za enosmerne ali enosmerne motorje. Tukaj se lahko izvede zelo natančen nadzor z uporabo impulzov PWM kot tehnike, s krmiljenjem spremenljive vhodne napetosti pa se lahko doseže nadzor nad hitrostjo motorja.
Vezje za testiranje IRF520 je zelo preprosto, le ustvariti morate vezje, ki se pojavi na prejšnji sliki, z uporabo potenciometra, 9V baterije in motorja. Kar zadeva povezavo, bomo povezali 5V GND in VCC izhode plošče Arduino s potenciometrom in te tudi na ustrezna GND in VCC modula IRF520 ter tudi na analogni pin 3 Arduino. Kar zadeva SIG našega modula, bo povezan neposredno na pin 9 plošče Arduino za krmiljenje s pomočjo impulzov PWM. Poleg tega morate v našem primeru priključiti tudi Vin modula na 9V baterijo, čeprav bi delovala s katero koli 5 do 24V baterijo. Končno bo jeziček z oznako Out na modulu, z V+ in V-, priključen na dva priključka motorja.
/*
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);
}