Aiheet:
- MOS-transistori yleensä
- MOS-transistori kytkimenä
- MOS-transistorin ominaisuus
MOS-transistori yleistä:
MOSFETiä (tämä on lyhenne sanoista Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) käytetään monissa mikrokontrollereissa. MOSFETiä voidaan parhaiten verrata tavalliseen transistoriin, koska sekä FETissä että transistorissa on kolme liitäntää ja ne pystyvät siten ohjaamaan virtoja. Ero FETin ja tavallisen transistorin välillä on, että FET tarvitsee vain jännitteen kytkeytyäkseen, kun taas transistori tarvitsee virtaa. Siksi FET:tä ohjataan ilman energiaa, mikä hyödyttää minimaalista lämmönkehitystä mikro-ohjaimessa.
Kuvassa MOSFET. Kolme jalkaa ovat "portti", "tyhjennys" ja "lähde" liitännät.
MOS-transistori kytkimenä:
N-MOS-transistorilla portin on muututtava positiiviseksi FETin kytkemiseksi päälle. P-MOS-transistoria ei ole vielä kuvattu tällä sivulla.
Vasemmasta liitännästä tulee portti (g) kutsutaan, ylintä kutsutaan nimellä tyhjennys (d) ja alimmasta tulee lähteet) nimeltään.
Jos hilaan kohdistetaan positiivinen jännite, syntyy suuri elektronipitoisuus suoraan hilaeristyksen alle sähkökentän vaikutuksesta. Tämä luo n-kanavan nielun ja lähteen välille, mikä mahdollistaa suoran johtumisen nielun ja lähteen välillä. Symbolissa oleva nuoli osoittaa elektronin virtauksen suunnan. n-MOS:ssa nuoli osoittaa kanavaa kohti.
Porttia kutsutaan myös ohjauselektrodiksi. Normaaliin transistoriin verrattuna nielu muistuttaa eniten kollektoria ja lähde emitteriä. Normaalisti johto ei ole mahdollista nielun ja lähteen välillä, koska niiden välillä on np-pn-risteys. Tämä on verrattavissa kahteen diodiin, joiden katodi koskettaa toisiaan.
Kaaviossa näkyy akku, kytkin, LED ja MOSFET. Kun kytkin on kiinni, portissa on jännite. Tämä luo johtavuuden viemärin ja lähteen välille, jolloin virta kulkee. Koska vastuksen ja LEDin läpi kulkee virta, LED syttyy.
Tässä esimerkissä porttia ohjataan käsikäyttöisellä kytkimellä. Todellisuudessa porttia ohjataan ECU:lla. Viemäri on kytketty toimilaitteen negatiiviseen liitäntään; kaaviossa LED on toimilaite. Lähde on kytketty akun maahan.
MOS-transistorin ominaisuus:
Kuten tavallisella transistorilla, MOSFETillä on myös ominaisuus. Ominaisuuden avulla voidaan määrittää, mikä hilan jännitteen tulee olla toimilaitteen ohjaamiseksi MOSFETillä.
Alla olevassa kuvassa vasemmalla on kaavio, jossa on 5 watin lamppu, jota ohjataan MOSFETillä. MOSFETin ominaiskäyrä näkyy oikealla. Veden läpi kulkeva virta näkyy ominaiskäyrän pystyakselilla (Y-akseli). Nielun ja lähteen välinen jännite-ero voidaan lukea vaaka-akselilta (X-akseli).
Jos transistori johtaa, koska ECU syöttää hilalle syöttöjännitteen, virta kulkee ja lamppu syttyy. Volttimittarilla mitattu jännite tässä tilanteessa on 12 volttia. 5 watin lampulla viemärin läpi kulkee 0,42 ampeerin (420 mA) virta.
Nyt kun tiedetään 12 voltin jännite ja 420 mA virta, voidaan nämä kaksi leikkauspistettä syöttää ominaisuuteen. Näiden kahden pisteen väliin voidaan vetää viiva. Tämä on verolinja. Tämän kuormitusviivan avulla voidaan määrittää, mikä vähimmäisjännite portissa on oltava, jotta MOSFET voi johtaa. Sen varmistamiseksi, että MOSFET on täysin hallinnassa, portin jännite on aina asetettu korkeammaksi kuin on tarpeen. Harkitse normaalin transistorin kerrointa 1,5 Ibk.
Ominaisuuskäyrä osoittaa, että ihanteellinen jännite portissa on 5,5 volttia. Mitä suurempi virta nielun läpi, sitä korkeampi hilan jännitteen on oltava MOSFETin johtamiseksi.
Aiheeseen liittyvä sivu:
