Μαθήματα:
- Τρανζίστορ MOS γενικά
- Τρανζίστορ MOS ως διακόπτης
- Χαρακτηριστικό τρανζίστορ MOS
Γενικό τρανζίστορ MOS:
Το MOSFET (αυτή είναι η συντομογραφία του Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) χρησιμοποιείται σε πολλούς μικροελεγκτές. Το MOSFET μπορεί καλύτερα να συγκριθεί με ένα συνηθισμένο τρανζίστορ, επειδή τόσο το FET όσο και το τρανζίστορ έχουν τρεις συνδέσεις και επομένως είναι σε θέση να ελέγχουν τα ρεύματα. Η διαφορά μεταξύ του FET και του κανονικού τρανζίστορ είναι ότι το FET χρειάζεται μόνο μια τάση για να αλλάξει, ενώ το τρανζίστορ χρειάζεται ρεύμα. Το FET επομένως ελέγχεται χωρίς ενέργεια, κάτι που ωφελεί την ελάχιστη ανάπτυξη θερμότητας σε έναν μικροελεγκτή.
Η εικόνα δείχνει ένα MOSFET. Τα τρία σκέλη είναι οι συνδέσεις "πύλη", "αποχέτευση" και "πηγή".
Τρανζίστορ MOS ως διακόπτης:
Με το τρανζίστορ N-MOS, η πύλη πρέπει να γίνει θετική για να ενεργοποιηθεί το FET. Το τρανζίστορ P-MOS δεν περιγράφεται ακόμη σε αυτή τη σελίδα.
Η αριστερή σύνδεση γίνεται το πύλη (g) ονομάζεται, το κορυφαίο ονομάζεται το αποστράγγιση (δ) και το κάτω γίνεται το πηγές) genoemd.
Εάν εφαρμοστεί θετική τάση στην πύλη, δημιουργείται μεγάλη συγκέντρωση ηλεκτρονίων απευθείας κάτω από τη μόνωση της πύλης υπό την επίδραση του ηλεκτρικού πεδίου. Αυτό δημιουργεί ένα n-κανάλι μεταξύ της αποστράγγισης και της πηγής, το οποίο επιτρέπει την άμεση αγωγή μεταξύ της αποστράγγισης και της πηγής. Το βέλος στο σύμβολο υποδεικνύει την κατεύθυνση της ροής των ηλεκτρονίων. Με το n-MOS το βέλος δείχνει προς το κανάλι.
Η πύλη ονομάζεται επίσης ηλεκτρόδιο ελέγχου. Σε σύγκριση με το κανονικό τρανζίστορ, η αποστράγγιση μοιάζει περισσότερο με τον συλλέκτη και η πηγή με τον πομπό. Κανονικά δεν είναι δυνατή η αγωγιμότητα μεταξύ του αγωγού και της πηγής, επειδή υπάρχει μια διασταύρωση np-pn μεταξύ τους. Αυτό είναι συγκρίσιμο με δύο διόδους με την κάθοδο να αγγίζει η μία την άλλη.
Το διάγραμμα δείχνει μπαταρία, διακόπτη, LED και MOSFET. Όταν ο διακόπτης είναι κλειστός, υπάρχει τάση στην πύλη. Αυτό δημιουργεί μια αγωγιμότητα μεταξύ της αποστράγγισης και της πηγής, προκαλώντας τη ροή ρεύματος. Επειδή ένα ρεύμα ρέει μέσω της αντίστασης και του LED, το LED θα ανάψει.
Σε αυτό το παράδειγμα η πύλη ελέγχεται από τον χειροκίνητο διακόπτη. Στην πραγματικότητα, η πύλη ελέγχεται από ένα ECU. Η αποχέτευση συνδέεται με την αρνητική σύνδεση ενός ενεργοποιητή. στο διάγραμμα το LED είναι ο ενεργοποιητής. Η πηγή είναι συνδεδεμένη στη γείωση της μπαταρίας.
Χαρακτηριστικό τρανζίστορ MOS:
Ακριβώς όπως το συνηθισμένο τρανζίστορ, το MOSFET έχει επίσης ένα χαρακτηριστικό. Το χαρακτηριστικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσδιοριστεί ποια πρέπει να είναι η τάση στην πύλη για τον έλεγχο του ενεργοποιητή με το MOSFET.
Η παρακάτω εικόνα δείχνει ένα διάγραμμα στα αριστερά με μια λάμπα 5 Watt, η οποία ελέγχεται από το MOSFET. Η χαρακτηριστική καμπύλη του MOSFET φαίνεται στα δεξιά. Το ρεύμα μέσω της αποχέτευσης μπορεί να φανεί στον κατακόρυφο άξονα (τον άξονα Υ) της χαρακτηριστικής καμπύλης. Η διαφορά τάσης μεταξύ της αποστράγγισης και της πηγής μπορεί να διαβαστεί στον οριζόντιο άξονα (τον άξονα Χ).
Εάν το τρανζίστορ είναι αγώγιμο επειδή η ECU τροφοδοτεί την πύλη με τάση τροφοδοσίας, θα ρέει ρεύμα και η λάμπα θα ανάψει. Η τάση που μετράται με το βολτόμετρο σε αυτήν την περίπτωση είναι 12 βολτ. Με τη λάμπα 5 Watt, ένα ρεύμα 0,42 Ampere (420 mA) ρέει μέσω της αποχέτευσης.
Τώρα που είναι γνωστή η τάση των 12 βολτ και το ρεύμα των 420 mA, αυτά τα δύο σημεία τομής μπορούν να εισαχθούν στο χαρακτηριστικό. Μεταξύ αυτών των δύο σημείων μπορεί να τραβηχτεί μια γραμμή. Αυτή είναι η φορολογική γραμμή. Αυτή η γραμμή φόρτισης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσδιορίσει ποια πρέπει να είναι η ελάχιστη τάση στην πύλη προκειμένου το MOSFET να λειτουργεί. Για να διασφαλιστεί ότι το MOSFET ελέγχεται πλήρως, η τάση στην πύλη είναι πάντα μεγαλύτερη από την απαραίτητη. Θεωρήστε τον συντελεστή 1,5 Ibk για το κανονικό τρανζίστορ.
Η χαρακτηριστική καμπύλη δείχνει ότι η ιδανική τάση στην πύλη είναι 5,5 βολτ. Όσο υψηλότερο είναι το ρεύμα μέσω της αποστράγγισης, τόσο μεγαλύτερη πρέπει να είναι η τάση στην πύλη για να μεταφέρει το MOSFET.
Σχετική σελίδα:
