Tópicos:
- Transistor MOS em geral
- Transistor MOS como chave
- Característica do transistor MOS
Transistor MOS geral:
O MOSFET (esta é a abreviatura de Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) é usado em muitos microcontroladores. O MOSFET pode ser melhor comparado a um transistor comum, porque tanto o FET quanto o transistor possuem três conexões e, portanto, são capazes de controlar correntes. A diferença entre o FET e o transistor normal é que o FET precisa apenas de tensão para comutar, enquanto o transistor precisa de corrente. O FET é, portanto, controlado sem energia, o que beneficia o desenvolvimento mínimo de calor em um microcontrolador.
A imagem mostra um MOSFET. As três pernas são as conexões de “porta”, “dreno” e “fonte”.
Transistor MOS como chave:
Com o transistor N-MOS, a porta deve se tornar positiva para ligar o FET. O transistor P-MOS ainda não está descrito nesta página.
A conexão esquerda se torna a portão (g) chamado, o de cima é chamado de drenar (d) e o de baixo se torna o fontes) chamado.
Se uma tensão positiva for aplicada à porta, uma grande concentração de elétrons será criada diretamente sob o isolamento da porta, sob a influência do campo elétrico. Isto cria um canal n entre o dreno e a fonte, o que permite a condução direta entre o dreno e a fonte. A seta no símbolo indica a direção do fluxo de elétrons. Com o n-MOS a seta aponta para o canal.
O portão também é chamado de eletrodo de controle. Comparado ao transistor normal, o dreno é mais semelhante ao coletor e a fonte ao emissor. Normalmente nenhuma condução é possível entre o dreno e a fonte, porque existe um cruzamento np-pn entre eles. Isto é comparável a dois diodos com o cátodo tocando um no outro.
O diagrama mostra uma bateria, interruptor, LED e MOSFET. Quando a chave está fechada, há uma tensão na porta. Isso cria uma condução entre o dreno e a fonte, fazendo com que uma corrente flua. Como uma corrente flui através do resistor e do LED, o LED acenderá.
Neste exemplo, o portão é controlado pelo interruptor operado manualmente. Na realidade, o portão é controlado por uma ECU. O dreno está conectado à conexão negativa de um atuador; no diagrama o LED é o atuador. A fonte está conectada ao terra da bateria.
Característica do transistor MOS:
Assim como o transistor comum, o MOSFET também possui uma característica. A característica pode ser usada para determinar qual deve ser a tensão na porta para controlar o atuador com o MOSFET.
A imagem abaixo mostra um diagrama à esquerda com uma lâmpada de 5 Watts, que é controlada pelo MOSFET. A curva característica do MOSFET é mostrada à direita. A corrente através do dreno pode ser vista no eixo vertical (eixo Y) da curva característica. A diferença de tensão entre o dreno e a fonte pode ser lida no eixo horizontal (eixo X).
Se o transistor estiver conduzindo porque a ECU fornece uma tensão de alimentação à porta, uma corrente fluirá e a lâmpada acenderá. A tensão medida com o voltímetro nesta situação é de 12 volts. Com a lâmpada de 5 Watts, uma corrente de 0,42 Ampere (420 mA) flui pelo dreno.
Agora que a tensão de 12 volts e a corrente de 420 mA são conhecidas, esses dois pontos de intersecção podem ser inseridos na característica. Uma linha pode ser traçada entre esses dois pontos. Esta é a linha fiscal. Esta linha de carga pode ser usada para determinar qual deve ser a tensão mínima na porta para que o MOSFET conduza. Para garantir que o MOSFET seja totalmente controlado, a tensão na porta é sempre maior que o necessário. Considere o fator 1,5 Ibk para o transistor normal.
A curva característica mostra que a tensão ideal na porta é de 5,5 volts. Quanto maior a corrente através do dreno, maior deve ser a tensão na porta para que o MOSFET conduza.
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