Předměty:
- MOS tranzistor obecně
- MOS tranzistor jako spínač
- Charakteristika tranzistoru MOS
MOS tranzistor obecně:
MOSFET (toto je zkratka Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) se používá v mnoha mikrokontrolérech. MOSFET lze nejlépe přirovnat k běžnému tranzistoru, protože FET i tranzistor mají tři zapojení a jsou tedy schopny řídit proudy. Rozdíl mezi FET a běžným tranzistorem je ten, že FET potřebuje ke spínání pouze napětí, zatímco tranzistor potřebuje proud. FET je tedy řízen bez energie, což prospívá minimálnímu vývinu tepla v mikrokontroléru.
Na obrázku je MOSFET. Tři nohy jsou připojení „brána“, „odtok“ a „zdroj“.
MOS tranzistor jako spínač:
U tranzistoru N-MOS musí být hradlo pozitivní, aby se zapnul FET. Tranzistor P-MOS na této stránce ještě není popsán.
Z levého spojení se stane brána (g) volal, horní se nazývá odtok (d) a spodní se stává Zdroje) volal.
Pokud je na bránu přivedeno kladné napětí, vzniká pod vlivem elektrického pole přímo pod izolací brány velká koncentrace elektronů. To vytváří n-kanál mezi odtokem a zdrojem, který umožňuje přímé vedení mezi odtokem a zdrojem. Šipka v symbolu ukazuje směr toku elektronů. U n-MOS ukazuje šipka směrem ke kanálu.
Brána se také nazývá řídicí elektroda. V porovnání s normálním tranzistorem je kolektor nejvíce podobný kolektoru a zdroj emitoru. Normálně není možné žádné vedení mezi odtokem a zdrojem, protože mezi nimi existuje křížení np-pn. To je srovnatelné se dvěma diodami, jejichž katoda se vzájemně dotýkají.
Schéma ukazuje baterii, spínač, LED a MOSFET. Při sepnutém spínači je na bráně napětí. To vytváří vodivost mezi odtokem a zdrojem, což způsobuje tok proudu. Protože odporem a LED protéká proud, LED se rozsvítí.
V tomto příkladu je brána ovládána ručně ovládaným spínačem. Ve skutečnosti je brána řízena ECU. Odtok je připojen k záporné přípojce pohonu; v diagramu je LED akční člen. Zdroj je připojen k zemi baterie.
Charakteristika MOS tranzistoru:
Stejně jako běžný tranzistor má i MOSFET charakteristiku. Charakteristiku lze použít k určení, jaké napětí na bráně musí být pro ovládání pohonu pomocí MOSFETu.
Obrázek níže ukazuje schéma vlevo s 5W lampou, která je řízena MOSFETem. Charakteristická křivka MOSFETu je zobrazena vpravo. Proud přes odtok lze vidět na svislé ose (osa Y) charakteristické křivky. Rozdíl napětí mezi kolektorem a zdrojem lze odečíst na vodorovné ose (osa X).
Pokud je tranzistor vodivý, protože ECU napájí hradlo napájecím napětím, poteče proud a lampa se rozsvítí. Napětí naměřené voltmetrem je v této situaci 12 voltů. S 5 Wattovou výbojkou protéká odpadem proud 0,42 Ampér (420 mA).
Nyní, když je známo napětí 12 voltů a proud 420 mA, lze tyto dva průsečíky zadat do charakteristiky. Mezi těmito dvěma body lze nakreslit čáru. Toto je daňová linie. Toto zatěžovací vedení lze použít k určení, jaké minimální napětí na hradle musí být, aby MOSFET vedl. Aby bylo zajištěno, že MOSFET je plně řízen, je napětí na bráně vždy nastaveno vyšší, než je nutné. Zvažte faktor 1,5 Ibk pro normální tranzistor.
Charakteristická křivka ukazuje, že ideální napětí na bráně je 5,5 voltu. Čím vyšší je proud procházející kolektorem, tím vyšší musí být napětí na hradle, aby MOSFET vedl.
Související stránka:
