Tárgyak:
- MOS tranzisztor általában
- MOS tranzisztor kapcsolóként
- MOS tranzisztor karakterisztika
MOS tranzisztor általános:
A MOSFET-et (ez a Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor rövidítése) sok mikrokontrollerben használják. A MOSFET leginkább egy közönséges tranzisztorhoz hasonlítható, mivel a FET-nek és a tranzisztornak is három csatlakozása van, és így képes az áramok vezérlésére. A FET és a hagyományos tranzisztor közötti különbség az, hogy a FET-nek csak feszültségre van szüksége a kapcsoláshoz, míg a tranzisztornak áramra van szüksége. A FET ezért energia nélkül vezérelhető, ami minimális hőfejlődést eredményez a mikrokontrollerben.
A képen egy MOSFET látható. A három láb a „kapu”, „lefolyó” és „forrás” csatlakozások.
MOS tranzisztor kapcsolóként:
Az N-MOS tranzisztornál a kapunak pozitívvá kell válnia a FET bekapcsolásához. A P-MOS tranzisztort ezen az oldalon még nem ismertetjük.
A bal oldali kapcsolat a kapu (g) úgynevezett, a legfelsőt a lefolyó (d) az alsó pedig a forrás(ok) hívott.
Ha a kapura pozitív feszültséget kapcsolunk, az elektromos tér hatására közvetlenül a kapu szigetelése alatt nagy elektronkoncentráció jön létre. Ez n-csatornát hoz létre a lefolyó és a forrás között, amely lehetővé teszi a közvetlen vezetést a lefolyó és a forrás között. A szimbólumban lévő nyíl az elektronáramlás irányát jelzi. Az n-MOS esetén a nyíl a csatorna felé mutat.
A kaput vezérlőelektródának is nevezik. A normál tranzisztorhoz képest a lefolyó leginkább a kollektorhoz, a forrás pedig az emitterhez hasonlít. Normális esetben nem lehetséges vezetés a lefolyó és a forrás között, mert közöttük np-pn keresztezés van. Ez két diódához hasonlítható, amelyeknél a katód érintkezik egymással.
Az ábrán az akkumulátor, a kapcsoló, a LED és a MOSFET látható. Amikor a kapcsoló zárva van, feszültség van a kapun. Ez vezetést hoz létre a lefolyó és a forrás között, ami áramot eredményez. Mivel áram folyik át az ellenálláson és a LED-en, a LED világít.
Ebben a példában a kaput a kézi működtetésű kapcsoló vezérli. A valóságban a kaput egy ECU vezérli. A lefolyó egy működtető negatív csatlakozójához csatlakozik; az ábrán a LED az aktuátor. A forrás az akkumulátor földeléséhez csatlakozik.
MOS tranzisztor karakterisztika:
Csakúgy, mint a hagyományos tranzisztoroknak, a MOSFET-nek is van karakterisztikája. A karakterisztikával meg lehet határozni, hogy mekkora legyen a kapu feszültsége a működtető MOSFET-tel történő vezérléséhez.
Az alábbi képen egy diagram látható a bal oldalon egy 5 wattos lámpával, amelyet a MOSFET vezérel. A MOSFET jelleggörbéje a jobb oldalon látható. A drénen áthaladó áram a jelleggörbe függőleges tengelyén (az Y tengelyen) látható. A vízszintes tengelyen (az X-tengelyen) leolvasható a lefolyó és a forrás közötti feszültségkülönbség.
Ha a tranzisztor azért vezet, mert az ECU tápfeszültséggel látja el a kaput, akkor áram folyik, és a lámpa kigyullad. A voltmérővel mért feszültség ebben az esetben 12 volt. Az 5 Wattos lámpával 0,42 Amper (420 mA) áram folyik át a lefolyón.
Most, hogy a 12 voltos feszültség és a 420 mA áramerősség ismert, ez a két metszéspont beírható a karakterisztikaba. E két pont között vonalat lehet húzni. Ez az adósor. Ez a terhelési vonal használható annak meghatározására, hogy mekkora legyen a kapu minimális feszültsége ahhoz, hogy a MOSFET vezessen. A MOSFET teljes vezérlése érdekében a kapu feszültsége mindig magasabbra van állítva a szükségesnél. Tekintsük a normál tranzisztor 1,5 Ibk tényezőjét.
A jelleggörbe azt mutatja, hogy a kapu ideális feszültsége 5,5 volt. Minél nagyobb az áram a leeresztőn keresztül, annál nagyobb feszültségnek kell lennie a kapun, hogy a MOSFET vezessen.
Kapcsolódó oldal:
