Soggetti:
- Transistor MOS in generale
- Transistor MOS come interruttore
- Caratteristiche dei transistor MOS
Generale del transistor MOS:
Il MOSFET (questa è l'abbreviazione di Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) è utilizzato in molti microcontrollori. Il MOSFET può essere paragonato al meglio ad un normale transistor, perché sia il FET che il transistor hanno tre connessioni e sono quindi in grado di controllare le correnti. La differenza tra il FET e il transistor normale è che il FET necessita solo di tensione per commutare, mentre il transistor necessita di corrente. Il FET è quindi controllato senza energia, il che avvantaggia uno sviluppo minimo di calore in un microcontrollore.
L'immagine mostra un MOSFET. Le tre gambe sono le connessioni “gate”, “drain” e “source”.
Transistor MOS come interruttore:
Con il transistor N-MOS, il gate deve diventare positivo per accendere il FET. Il transistor P-MOS non è ancora descritto in questa pagina.
La connessione di sinistra diventa la cancello (g) chiamato, quello in alto si chiama scarico (d) e quello in basso diventa il fonti) ha detto.
Se al gate viene applicata una tensione positiva, sotto l'influenza del campo elettrico si crea una grande concentrazione di elettroni direttamente sotto l'isolamento del gate. Ciò crea un canale n tra lo scarico e la sorgente, che consente la conduzione diretta tra lo scarico e la sorgente. La freccia nel simbolo indica la direzione del flusso di elettroni. Nell'n-MOS la freccia punta verso il canale.
Il cancello è anche chiamato elettrodo di controllo. Rispetto al normale transistor, il drain è molto simile al collettore e la sorgente all'emettitore. Normalmente non è possibile alcuna conduzione tra il drain e la source, poiché tra loro esiste un crossover np-pn. Ciò è paragonabile a due diodi con il catodo che si tocca.
Il diagramma mostra una batteria, un interruttore, un LED e un MOSFET. Quando l'interruttore è chiuso, c'è tensione sul cancello. Ciò crea una conduzione tra lo scarico e la sorgente, provocando il flusso di corrente. Poiché la corrente scorre attraverso il resistore e il LED, il LED si accenderà.
In questo esempio il cancello è controllato dall'interruttore azionato manualmente. In realtà il cancello è controllato da una ECU. Lo scarico è collegato al collegamento negativo di un attuatore; nello schema il LED è l'attuatore. La sorgente è collegata alla massa della batteria.
Caratteristiche del transistor MOS:
Proprio come il normale transistor, anche il MOSFET ha una caratteristica. La caratteristica può essere utilizzata per determinare quale deve essere la tensione sul gate per controllare l'attuatore con il MOSFET.
L'immagine sotto mostra un diagramma a sinistra con una lampada da 5 Watt, controllata dal MOSFET. A destra è mostrata la curva caratteristica del MOSFET. La corrente attraverso lo scarico può essere vista sull'asse verticale (l'asse Y) della curva caratteristica. La differenza di tensione tra drain e source può essere letta sull'asse orizzontale (asse X).
Se il transistor è conduttivo perché l'ECU fornisce al gate una tensione di alimentazione, scorrerà una corrente e la lampada si accenderà. La tensione misurata con il voltmetro in questa situazione è di 12 volt. Con la lampada da 5 Watt, attraverso lo scarico scorre una corrente di 0,42 Ampere (420 mA).
Ora che sono note la tensione di 12 Volt e la corrente di 420 mA, questi due punti di intersezione possono essere inseriti nella caratteristica. È possibile tracciare una linea tra questi due punti. Questa è la linea fiscale. Questa linea di carico può essere utilizzata per determinare quale deve essere la tensione minima sul gate affinché il MOSFET possa condurre. Per garantire che il MOSFET sia completamente controllato, la tensione sul gate è sempre maggiore del necessario. Considera il fattore 1,5 Ibk per il transistor normale.
La curva caratteristica mostra che la tensione ideale sul gate è di 5,5 volt. Maggiore è la corrente attraverso il drain, maggiore deve essere la tensione sul gate affinché il MOSFET possa condurre.
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