Еще один элемент, который можно добавить к нашему список электронных компонентов является N-канальный MOSFET-транзистор под названием IRF520.. Это транзистор, который вы можете найти в различных форматах, как независимых для добавления в ваши схемы, так и в виде модуля, если вы хотите большего комфорта.
В этой статье мы увидим все детали и технические характеристики IRF520, а также пример его использования с Arduino.
Что такое N-канальный MOSFET-транзистор? и как это работает
Un MOSFET (полевой транзистор металл-оксид-полупроводник) Это тип полевого транзистора, который широко используется в современной электронике. В данном случае нас интересует N-канальная версия, а это означает, что основными носителями заряда, проводящими ток, являются электроны (отрицательные заряды).
Как вы знаете, MOSFET имеет три вывода, как показано на изображении выше, например: ворота, сток и исток. То есть управление открытием или закрытием потока тока, проходящего через канал от истока к стоку, при этом исток находится там, где ток входит, а сток - куда ток уходит.
Работа N-канального МОП-транзистора основана на создание проводящего канала между стоком и истоком путем подачи положительного напряжения на затвор. Представьте себе сэндвич: слой полупроводникового материала Р-типа (с дырками в качестве основных носителей) действует как хлеб, а между этими слоями находится оксидный слой (изолятор) и слой полупроводникового материала N-типа (с электронами в качестве носителей). . большинство). Когда к затвору прикладывается положительное напряжение относительно истока, создается электрическое поле, которое притягивает свободные электроны из материала N-типа к границе раздела между оксидом и материалом P-типа.
Esta Накопление электронов в области вблизи затвора образует проводящий канал N-типа.. Этот канал действует как мост между стоком и истоком, позволяя току течь. Изменяя напряжение на затворе, можно управлять шириной канала и, следовательно, величиной тока, протекающего между стоком и истоком. Если напряжение на затворе снимается, канал исчезает и ток прерывается.
Когда к затвору не приложено напряжение, нет электрического поля, которое могло бы притягивать электроны и формировать канал. Следовательно, устройство находится в отключенном состоянии и не проводит ток. Подавая на затвор положительное напряжение, электрическое поле, притягивающее электроны и образует канал. Чем выше напряжение, тем шире канал и тем больший ток может течь.
Как вы уже знаете, эти MOSFET-транзисторы используются в самых разных приложениях, выступая в качестве усилителей слабого сигнала, в переключателях цифровых схем, в инверторах переменного тока или в качестве контроллеров двигателей, что будет примером, который я приведу позже. позволяет контролировать скорость и направление вращения двигателя постоянного тока.
Что такое IRF520?
El IRF520 Как я уже упоминал ранее, это униполярный N-канальный MOSFET-транзистор. Он предназначен для работы с относительно высокими токами и напряжениями. Это очень популярный компонент в электронике благодаря своей универсальности и простоте использования.
Распиновка и технические характеристики IRF520
Лас- технические характеристики IRF520 Они немного различаются в зависимости от производителя и версии устройства, но вот краткое описание типичных характеристик, которые вы найдете в их технических характеристиках:
- Напряжение сток-исток (Vds): Обычно оно составляет 100В, а значит, выдерживает разность потенциалов до 100В между стоком и истоком.
- Непрерывный ток стока (Id): около 9.2 А при 25°C, хотя этот показатель может варьироваться в зависимости от рассеиваемой мощности.
- сопротивление воспламенению: Обычно 0.27 Ом, это сопротивление между стоком и истоком, когда МОП-транзистор полностью открыт. Меньшее сопротивление означает меньшие потери на рассеяние.
- Напряжение затвор-исток (Вгс): Обычно оно составляет 10 В, но пороговое напряжение (минимальное напряжение, необходимое для включения МОП-транзистора) ниже.
- Мощность рассеивания: около 60 Вт, но для работы на такой мощности требуется подходящий радиатор.
- Упаковка: Обычно это ТО-220, обычная пластиковая упаковка для силовых транзисторов.
- Низкие потери переключения- IRF520 известен своим быстрым переключением, что означает, что он может очень быстро менять состояние (вкл./выкл.), сводя к минимуму потери мощности.
- Высокая надежность: Это прочное и надежное устройство, идеально подходящее для промышленного и бытового применения.
- Легко контролировать- Им можно управлять с помощью низковольтных цифровых сигналов, что делает его совместимым с микроконтроллерами, такими как Arduino.
Как и транзисторы, он имеет три контакты или распиновка, что касается затвора, истока и стока, что если вы посмотрите на транзистор с его передней стороны, то есть, как это показано на предыдущей фотографии, вы увидите, что вывод слева — это 1, соответствующий затвору, центральный вывод. Он от стока или 2, а 3 соответствует тому, что справа, который является истоком.
Форматы и где купить
Дополнение ДО упаковки из которых я упоминал ранее, есть также модули с IRF520 которые включают в себя более широкие возможности для подключения. Его цена невысокая, и его можно найти во многих магазинах электроники, в том числе на Amazon:
Пример использования IRF520 с Arduino
Наконец, мы собираемся включить пример применение IRF520 с нашей любимой платой, Arduino UNO. В этом случае модуль HCMODU0083 будет использоваться с IRF520, который действует как контроллер двигателей постоянного или постоянного тока. Здесь можно осуществить очень точное управление, используя в качестве метода импульсы ШИМ, а за счет управления переменным входным напряжением можно достичь контроля над скоростью двигателя.
Схема для тестирования IRF520 очень проста: вам просто нужно создать схему, показанную на предыдущем изображении, используя потенциометр, батарею 9 В и двигатель. Что касается подключения, то мы подключим выходы 5 В GND и VCC платы Arduino с потенциометром, а также к соответствующим GND и VCC модуля IRF520, а также к аналоговому контакту 3 Arduino. Что касается SIG нашего модуля, то он будет подключен напрямую к 9 контакту платы Arduino для управления с помощью ШИМ-импульсов. Кроме того, в нашем случае вам также придется подключить Vin модуля к аккумулятору 9 В, хотя он будет работать с любым аккумулятором от 5 до 24 В. Наконец, вкладка Out на модуле с V+ и V- будет подключена к двум клеммам двигателя.
/*
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);
}