Veel üks element, mida meie juurde lisada elektroonikakomponentide loend on N-kanaliga MOSFET-transistor nimega IRF520. See on transistor, mida leiate erinevates formaatides, nii iseseisvalt oma vooluringidele lisamiseks kui ka moodulis, kui soovite rohkem mugavusi.
Selles artiklis näeme kõik üksikasjad ja tehnilised andmed IRF520 ja ka näide selle kohta, kuidas seda Arduinoga kasutada.
Mis on N-kanaliga MOSFET-transistor? ja kuidas see toimib
Un MOSFET (metalli-oksiid-pooljuht-väljatransistor) See on väljatransistori tüüp, mida kasutatakse laialdaselt kaasaegses elektroonikas. Meid huvitab antud juhul N-kanali versioon ja see tähendab, et enamus voolu juhtivatest laengukandjatest on elektronid (negatiivsed laengud).
Nagu teate, on MOSFET-il kolm terminali, nagu on näha ülaltoodud pildil, näiteks värav, äravool ja allikas. See tähendab, et juhtseade voolu voolu avamiseks või sulgemiseks, mis läbib kanalit allikast äravoolu, samas kui allikas on koht, kus vool siseneb ja äravool, kust vool väljub.
N-kanaliga MOSFETi töö põhineb juhtiva kanali loomine äravoolu ja allika vahele, rakendades väravale positiivset pinget. Kujutage ette võileiba: P-tüüpi pooljuhtmaterjali kiht (mille põhikandjad on augud) toimib nagu leib ja nende kihtide vahel on oksiidikiht (isolaator) ja N-tüüpi pooljuhtmaterjali kiht (kandjatena elektronid) enamus). Kui väravale rakendatakse allika suhtes positiivset pinget, tekib elektriväli, mis tõmbab N-tüüpi materjalist vabu elektrone oksiidi ja P-tüüpi materjali vahelise liidese suunas.
see Elektronide kogunemine värava lähedal asuvasse piirkonda moodustab N-tüüpi juhtiva kanali. See kanal toimib sillana äravoolu ja allika vahel, võimaldades voolul voolata. Väravas pinget muutes saab juhtida kanali laiust ja seega ka äravoolu ja allika vahel voolava voolu suurust. Kui paisupinge eemaldatakse, kaob kanal ja vool katkeb.
Kui väravale pinget ei rakendata, puudub elektronide ligimeelitamiseks ja kanali moodustamiseks elektriväli. Seetõttu on seade väljalülitatud olekus ega juhi voolu. Rakendades väravale positiivset pinget, a elektriväli, mis tõmbab elektrone ja moodustab kanali. Mida kõrgem on pinge, seda laiem on kanal ja seda suurem on vool, mis võib voolata.
Nagu te juba teate, kasutatakse neid MOSFET-transistore paljudes erinevates rakendustes, mis toimivad nõrkade signaalivõimenditena, digitaalsete vooluahelate lülitites, vahelduvvooluinverterites või mootorikontrolleritena, mida ma hiljem toon. mis võimaldab teil juhtida alalisvoolumootori kiirust ja suunda.
Mis on IRF520?
El IRF520 See on unipolaarne N-kanaliga MOSFET-transistor, nagu ma enne mainisin. See on loodud taluma suhteliselt kõrgeid voolusid ja pingeid. Tänu oma mitmekülgsusele ja kasutusmugavusele on see elektroonikas väga populaarne komponent.
IRF520 pinout ja tehnilised omadused
The IRF520 tehnilised omadused Need varieeruvad veidi olenevalt seadme tootjast ja versioonist, kuid siin on tüüpiliste spetsifikatsioonide kokkuvõte, mille leiate nende andmelehel.
- Äravooluallika pinge (Vds): Tavaliselt on see 100 V, mis tähendab, et see talub äravoolu ja allika potentsiaalide erinevust kuni 100 volti.
- Pidev äravooluvool (Id): umbes 9.2 A temperatuuril 25 °C, kuigi see võib varieeruda sõltuvalt võimsuse hajumist.
- süttimiskindlus: Tavaliselt 0.27 oomi, see on takistus äravoolu ja allika vahel, kui MOSFET on täielikult sisse lülitatud. Väiksem takistus tähendab väiksemaid hajutamiskadusid.
- Värava allika pinge (Vgs): Tavaliselt on see 10 V, kuid lävipinge (MOSFET-i sisselülitamiseks vajalik minimaalne pinge) on madalam.
- Hajutusvõimsus: umbes 60 W, kuid selle võimsusega töötamiseks on vaja sobivat jahutusradiaatorit.
- Pakend: Tavaliselt on see TO-220, jõutransistoride tavaline plastpakett.
- Madal lülituskadu- IRF520 on tuntud oma kiire ümberlülitumise poolest, mis tähendab, et see saab väga kiiresti olekut (sisse/välja) muuta, minimeerides voolukadusid.
- Kõrge töökindlus: See on vastupidav ja töökindel seade, mis sobib ideaalselt tööstus- ja tarbijarakendusteks.
- lihtne juhtida- Seda saab juhtida madalpinge digitaalsete signaalidega, muutes selle ühilduvaks mikrokontrolleritega nagu Arduino.
Nagu transistoridel, on sellel kolm tihvtid või pinout, värava, allika ja äravoolu, et kui vaatate transistori esiküljelt, st nagu see on näha eelmisel fotol, siis on vasakpoolne tihvt 1, mis vastab väravale, keskne tihvt See on äravoolust või 2 ja 3 vastab paremal olevale, mis on allikas.
Formaadid ja kust osta
Lisaks sellele TO pakendile millest ma varem mainisin, on ka olemas moodulid IRF520-ga mis hõlmavad suuremaid ühendamisvõimalusi. Selle hind on odav ja leiate paljudest elektroonikapoodidest, ka Amazonist:
Näide IRF520 kasutamisest koos Arduinoga
Lõpuks lisame näite IRF520 rakendus meie lemmikplaadiga Arduino UNO. Sel juhul kasutatakse moodulit HCMODU0083 koos IRF520-ga, mis toimib alalisvoolu- või alalisvoolumootorite kontrollerina. Siin saab teostada väga täpset juhtimist, kasutades tehnikana PWM-impulsse ja reguleerides muutuvat sisendpinget, saavutatakse kontroll mootori kiiruse üle.
IRF520 testimise skeem on väga lihtne, peate lihtsalt looma eelmisel pildil oleva vooluringi, kasutades potentsiomeetrit, 9 V akut ja mootorit. Ühenduse osas ühendame Arduino plaadi 5V GND ja VCC väljundid potentsiomeetriga ja need ka IRF520 mooduli vastavate GND ja VCC ning ka Arduino analoogviiguga 3. Mis puutub meie mooduli SIG-i, siis see ühendatakse PWM-impulsside abil juhtimiseks otse Arduino plaadi viiguga 9. Lisaks peate meie puhul ühendama ka mooduli Vin 9 V akuga, kuigi see töötaks iga 5 kuni 24 V akuga. Lõpuks ühendatakse mootori kahe klemmiga mooduli sakk, mis on tähistatud Out (V+ ja V-).
/*
IRF520-MOSFET Módulo controlador para motor CC
*/
#define PWM 3
int pot;
int out;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(PWM,OUTPUT);
}
void loop() {
pot=analogRead(A0);
out=map(pot,0,1023,0,255);
analogWrite(PWM,out);
}