Още един елемент, който да добавим към нашия списък с електронни компоненти е N-канален MOSFET транзистор, наречен IRF520. Това е транзистор, който можете да намерите в различни формати, както независими, за да добавите към вашите схеми, така и в модул, ако искате повече комфорт.
В тази статия ще видим всички подробности и технически характеристики на IRF520, а също и пример за това как ще се използва с Arduino.
Какво е N-канален MOSFET транзистор? и как работи
Un MOSFET (метал-оксид-полупроводников полеви транзистор) Това е вид полеви транзистори, които се използват широко в съвременната електроника. N-каналната версия е тази, която ни интересува в този случай и това означава, че основните носители на заряд, които провеждат тока, са електрони (отрицателни заряди).
Както знаете, MOSFET има три терминала, както се вижда на изображението по-горе, като например порта, дренаж и източник. Тоест контролът за отваряне или затваряне на потока от ток, който преминава през канала от източника към изтичането, докато източникът е мястото, където токът влиза, а изтичането, където токът напуска.
Работата на N-канален MOSFET се основава на създаване на проводим канал между дренажа и източника чрез прилагане на положително напрежение към портата. Представете си сандвич: слой от полупроводников материал от тип P (с дупки като основни носители) действа като хляб, а между тези слоеве има слой от оксид (изолатор) и слой от полупроводников материал от тип N (с електрони като носители) .мнозинство). Когато се приложи положително напрежение към портата спрямо източника, се създава електрическо поле, което привлича свободни електрони от материала от N-тип към интерфейса между оксида и материала от P-тип.
това Натрупването на електрони в района близо до вратата образува проводящ канал от N-тип. Този канал действа като мост между дренажа и източника, позволявайки на тока да тече. Чрез промяна на напрежението на портата, човек може да контролира ширината на канала и следователно количеството ток, протичащ между дрейна и източника. Ако напрежението на затвора бъде премахнато, каналът изчезва и токът се прекъсва.
Когато към портата не се прилага напрежение, няма електрическо поле, което да привлича електроните и да образува канала. Следователно устройството е в изключено състояние и не провежда ток. Чрез прилагане на положително напрежение към портата, a електрическо поле, което привлича електрони и образува канала. Колкото по-високо е напрежението, толкова по-широк е каналът и толкова по-голям е токът, който може да тече.
Както вече знаете, тези MOSFET транзистори се използват за голямо разнообразие от различни приложения, като действат като усилватели на слаб сигнал, за превключватели за цифрови схеми, за променливотокови инвертори или като контролери на двигатели, което ще бъде примерът, който ще дам по-късно. което ви позволява да контролирате скоростта и посоката на DC двигателя.
Какво е IRF520?
El IRF520 Това е еднополярен N-канален MOSFET транзистор, както споменах преди. Той е проектиран да работи с относително високи токове и напрежения. Той е много популярен компонент в електрониката поради своята гъвкавост и лекота на използване.
Pinout и технически характеристики на IRF520
на технически характеристики на IRF520 Те варират леко в зависимост от производителя и версията на устройството, но ето обобщение на типичните спецификации, които ще намерите в техния лист с данни:
- Напрежение дрейн-източник (Vds): Обикновено е 100 V, което означава, че може да издържи на потенциална разлика до 100 волта между дренажа и източника.
- Непрекъснат ток на изтичане (Id): около 9.2 A при 25°C, въпреки че това може да варира в зависимост от разсейването на мощността.
- устойчивост на запалване: Обикновено 0.27 ома, това е съпротивлението между изтичането и източника, когато MOSFET е напълно включен. По-ниското съпротивление означава по-ниски загуби от разсейване.
- Напрежение порта-източник (Vgs): Обикновено е 10 V, но праговото напрежение (минималното напрежение, необходимо за включване на MOSFET) е по-ниско.
- Мощност на разсейване: около 60 W, но изисква подходящ радиатор, за да работи при тази мощност.
- Опаковка: Обикновено идва като TO-220, обичайна пластмасова опаковка за мощни транзистори.
- Ниска загуба при превключване- IRF520 е известен с бързото си превключване, което означава, че може да променя състоянието (включено/изключено) много бързо, минимизирайки загубите на мощност.
- Висока надеждност: Това е здраво и надеждно устройство, идеално за индустриални и потребителски приложения.
- Лесен за управление- Може да се управлява с цифрови сигнали с ниско напрежение, което го прави съвместим с микроконтролери като Arduino.
Подобно на транзисторите, той има три щифтове или pinout, този на портата, източника и изтичането, че ако погледнете транзистора от предната му страна, тоест, както изглежда на предишната снимка, ще видите, че щифтът отляво е 1, съответстващ на портата, централен щифт Той е от дренажа или 2, а 3 отговаря на този вдясно, който е източника.
Формати и къде да купя
В допълнение към КЪМ опаковката от които споменах по-рано, също има модули с IRF520 които включват по-големи възможности за свързване. Цената му е евтина и можете да го намерите в много магазини за електроника, също и в Amazon:
Пример за използване на IRF520 с Arduino
Накрая ще включим пример за приложение на IRF520 с нашата любима платка, the Arduino UNO. В този случай ще се използва модул HCMODU0083 с IRF520, който действа като контролер за двигатели с постоянен ток или постоянен ток. Тук може да се извърши много прецизен контрол, като се използват ШИМ импулси като техника, и чрез контролиране на променливото входно напрежение може да се постигне контрол върху скоростта на двигателя.
Веригата за тестване на IRF520 е много проста, просто трябва да създадете веригата, която се появява в предишното изображение, като използвате потенциометър, 9V батерия и мотор. Що се отнася до връзката, това, което ще направим, е да свържем 5V GND и VCC изходите на платката на Arduino с потенциометъра и те също към съответните GND и VCC на модула IRF520, а също и към аналогов пин 3 на Arduino. Що се отнася до SIG на нашия модул, той ще бъде свързан директно към пин 9 на платката Arduino за управление с помощта на PWM импулси. В допълнение, вие също трябва да свържете Vin на модула към 9V батерия в нашия случай, въпреки че ще работи с всяка 5 до 24V батерия. Накрая разделът, означен Out на модула, с V+ и V-, ще бъде свързан към двата терминала на 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);
}