Teemad:
- MOS-transistor üldiselt
- MOS-transistor lülitina
- MOS-transistori tunnusjoon
MOS-transistoride üldine:
MOSFET-i (see on lühend sõnast Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) kasutatakse paljudes mikrokontrollerites. MOSFET-i saab kõige paremini võrrelda tavalise transistoriga, sest nii FET-il kui ka transistoril on kolm ühendust ja seetõttu on need võimelised juhtima voolusid. FET-i ja tavalise transistori erinevus seisneb selles, et FET vajab ümberlülitamiseks ainult pinget, transistor aga voolu. Seetõttu juhitakse FET-i ilma energiata, mis aitab mikrokontrolleris minimaalselt soojust arendada.
Pildil on MOSFET. Kolm jalga on "värava", "äravoolu" ja "allika" ühendused.
MOS-transistor lülitina:
N-MOS-transistori puhul peab värav FET-i sisselülitamiseks muutuma positiivseks. Sellel lehel pole P-MOS-transistorit veel kirjeldatud.
Vasakpoolne ühendus muutub värav (g) nimetatakse, ülemist nimetatakse äravoolu (d) ja alumisest saab allika(d) kutsus.
Kui väravale rakendatakse positiivset pinget, tekib elektrivälja mõjul otse värava isolatsiooni alla suur elektronide kontsentratsioon. See loob äravoolu ja allika vahele n-kanali, mis võimaldab otsejuhtimist äravoolu ja allika vahel. Sümbolis olev nool näitab elektronide voolu suunda. n-MOS-i puhul osutab nool kanali poole.
Väravat nimetatakse ka juhtelektroodiks. Võrreldes tavalise transistoriga on äravool kõige sarnasem kollektoriga ja allikas emitteriga. Tavaliselt ei ole äravoolu ja allika vahel juhtivus võimalik, kuna nende vahel on np-pn ristmik. See on võrreldav kahe dioodiga, mille katood puudutab üksteist.
Diagramm näitab akut, lülitit, LED-i ja MOSFET-i. Kui lüliti on suletud, on väraval pinge. See loob juhtivuse äravoolu ja allika vahel, põhjustades voolu voolamist. Kuna takisti ja LED-i kaudu voolab vool, süttib LED.
Selles näites juhitakse väravat käsitsi juhitava lülitiga. Tegelikkuses juhib väravat ECU. Äravool on ühendatud täiturmehhanismi negatiivse ühendusega; diagrammil on LED täiturmehhanism. Allikas on ühendatud aku maandusega.
MOS-transistori karakteristikud:
Nii nagu tavalisel transistoril, on ka MOSFET-il omadus. Karakteristiku abil saab määrata, milline peab olema paisu pinge, et juhtida täiturmehhanismi MOSFET-iga.
Alloleval pildil on vasakpoolne diagramm 5-vatise lambiga, mida juhib MOSFET. MOSFETi tunnuskõver on näidatud paremal. Drenaaži läbivat voolu saab näha tunnuskõvera vertikaalteljel (Y-teljel). Pingeerinevust äravoolu ja allika vahel saab lugeda horisontaalteljel (X-teljel).
Kui transistor juhib, kuna ECU varustab väravat toitepingega, siis hakkab vool voolama ja lamp süttib. Voltmeetriga mõõdetud pinge on antud olukorras 12 volti. 5-vatise lambi puhul läbib äravoolu vool 0,42 amprit (420 mA).
Nüüd, kui on teada pinge 12 volti ja vool 420 mA, saab need kaks ristumispunkti sisestada karakteristikusse. Nende kahe punkti vahele saab tõmmata joone. See on maksurida. Seda koormusjoont saab kasutada selleks, et määrata, milline peab olema paisu minimaalne pinge, et MOSFET saaks juhtida. MOSFET-i täieliku juhtimise tagamiseks on värava pinge alati suurem kui vaja. Mõelge tavalise transistori tegurile 1,5 Ibk.
Karakterkõver näitab, et väraval on ideaalne pinge 5,5 volti. Mida suurem on vool läbi äravoolu, seda suurem peab olema MOSFETi juhtimiseks värava pinge.
