Драйвер MOSFET транзистор IRF520 0-24В модуль Arduino PIC ARM, цена 45 грн — Prom.ua (ID#574355289)

Характеристики и описание

• • Тип

    Модуль

Модуль драйвера управления нагрузкой на транзисторе IRF520 используется для подключения к Arduino контроллеру или другому микропроцессорному управляющему устройству нагрузки постоянного тока мощностью до 120 Вт. Модуль может выполнять функцию коммутации, а также функцию управления нагрузкой. Через модуль к контроллеру можно подключать светодиодное освещение, двигатели постоянного тока, маломощные компрессоры, электромагнитные пускатели и т.п.
Модуль имеет три разъема для подключения к контроллеру, для подключения нагрузки и для подключения внешнего источника питания:

• штыревые контакты, обозначенные на плате модуля SIG, VCC и GND, используются для подключения к контроллеру;
• клеммы зажимы, обозначенные на плате модуля V+ и V-, используются для подключения управляемых устройств или коммутируемых устройств;
• клеммы зажимы, обозначенные на плате модуля VIN и GND, используются для подключения внешнего источника питания.

Для использования модуля нужно к контактам SIG и GND подключить контроллер. Причем, если нужно управлять нагрузкой, то к контакту SIG нужно подключать ШИМ выход контроллера. Если нужно управлять коммутацией, то к контакту SIG нужно подключать цифровой выход контроллера. Если на контакте SIG есть напряжение, то горит красный светодиод. Контакт GND используется как общий вывод, контакт VCC не используется.
Далее к контактам модуля V+ и V- нужно подключить управляемое или коммутируемое устройство с максимальной мощностью 120 Вт. При подключении управляемого устройства нужно соблюдать полярность.
Если устройство подключается к модулю на управление нагрузкой, то для него нужно внешнее питание. Внешнее питание подключается к контактам VIN и GND. Значение мощности внешнего блока питания подбирается в зависимости от потребности управляемого устройства. Максимальные выходные параметры внешнего блока питания могут быть 24 В и 5 А постоянного тока. При коммутируемом токе больше 1 А на транзистор нужно установить радиатор.
Схема подключения IRF520 к Arduino:

Характеристики:

собран на полевом транзисторе: IRF520;
используется для: коммутации, управлением нагрузкой;
управляющее напряжение: 5 – 20 В;
напряжение для управляемых устройств: 24 В;
максимальный ток для управляемых устройств: 5 А;
максимальная коммутируемая мощность: 120 Вт;
размеры: 31 х 26 х 17 мм;
вес: 6 г.

Был online: Сегодня

Продавец Магазин «Freedelivery»

9 лет на Prom.ua

• Каталог продавца
• Отзывы

  2003

г. Ровно. Продавец Магазин «Freedelivery»

Был online: Сегодня

Код: 114319

На складе в г. Ровно

Доставка по Украине

10+ купили

45  грн

45 — 158 грн

от 2 продавцов

Доставка

Оплата и гарантии

ARDUINO LCR-TC1 1.8″ TFT LCD Display LCR-T4 Multi-meter Transistor Tester Diode Triode Capacitor — Все остальное

LCR-TC — 12500 դր․
LCR-T4 — 7000 դր․

LCR-TC1 1. 8″ TFT LCD Display Multi-meter Transistor Tester Diode Triode Capacitor Resistor Test Meter ESR LCR NPN PNP MOSFET
LCR-TC1 1,8 «TFT LCD дисплей многометровый транзистор тест er диодный триодный конденсатор резистор тест-метр ESR LCR NPN PNP MOSFET COD
Характеристика:

Для обнаружения NPN и PNP транзисторов, конденсаторов, резисторов, диодов, триодов, n-канальных и p-канальных MOSFET, IGBT, JFET, ТРИАК и батарей, резисторов и конденсаторов и других компонентов, И т. Д.

Поместите контакты компонента в соответствующую область, затем наберите маленькую ручку, и детектор будет тестировать его автоматически, наконец результаты будут отображаться на задний светильник TFT экран четко. (Используйте 12864 жидкокристаллический дисплей с зеленой подсветкой)

После обнаружения, выровняйте инфракрасный пульт дистанционного управления с «ИК» светильник, затем нажмите кнопку на пульте дистанционного управления, если детектор успешно декодирует его, он будет отображать код данных и форму инфракрасной волны.

Результаты измерений представлены на tft-графическом дисплее (160×128) Поддержка китайского и английского языков.

Управление одним ключом, автоматическое отключение (установка времени ожидания) Также можно нажать многофункциональную кнопку, чтобы закрыть детектор.

Спецификация:

Цвет: Белый

Размер: 70*90*28 м/2,71×3,58×1,10 дюймов

Дисплей: 1,8-дюймовый TFT экран, цветной экран

Диапазон диодов: Менее 4,5 В

Область обнаружения транзисторов: 0,01-4,5 В

Зона обнаружения диода Зенера: 0,01-30 в

Диапазон триака: IGT менее 6 мА

Емкость: 25pF-100mF (пожалуйста, разрядите конденсатор перед тестированием)

Резистор: 0,01-50MΩ

Индуктивность: 0,01 mH-20 ч

Напряжение питания: 3,7 В

Мощность: Встроенная перезаряжаемая литиевая батарея

Посылка включает в себя:

1 * Многофункциональный тестер транзисторов TFT

1 * Электронный набор компонентов

1 * кабель Micro USB

3 * испытательный крюк

Ամբողջ տեսականուն ծանոթանալու համար կարող եք այցելել մեր խանութ սրահ։
Հասցե՝ ք. Երևան, Մաշտոց 3շ 55 Մաշտոց-Պարոնյան խաչմերուկ:
Հարգելի գնորդներ, 20.000 դրամ և ավելի գնումներ կատարելու դեպքում` Երևանի տարածքում և շրջակա բնակավայրերում առաքումը կկատարվի անվճար: Մինչև 20.000 դրամ արժողությոմբ գնումների առաքման արժեքը կախված կլինի առաքման վայրի հեռավորությունից և ապրանքների արժեքից: Մարզերում հնարավոր է փոստային առաքում:
Ցանկացած ապրանքի վերաբերյալ կարող եք ստանալ անվճար խորհարդատվություն (Խորհրդատվություն ստանալու համար ապրանքը գնելը պարտադիր չէ) :

Arduino IoT automat wi-fi ESP BLE Bluetooth smart home sensor hardware/software development internet of things USB I2C SPI TTL
Առդուինո ավտոմատ էլեկտրոնիկա ծրագրավորում սմարթ արդուինո
Ардуино автоматика смарт дом управление электроника программирование схемотехника искусственный интеллект дистанционное управление датчик разработка

Как использовать транзистор в качестве переключателя

Как использовать транзистор в качестве переключателя (в процессе)

1. Предположим, вы хотите переключить двигатель или лампочку. Первый шаг — определить напряжение и ток нагрузки, которую вы пытаетесь контролировать.

В случае с двигателем, если вы знаете, откуда он взялся, вы можете посмотреть спецификации на веб-сайте производителя. Если вы не знаете, откуда он взялся, вам, возможно, придется сделать предположение или сделать некоторые измерения.

Для лампочки напряжение и мощность обычно указаны на самой лампочке. Чтобы рассчитать ток, просто разделите мощность на напряжение. Например, лампочка на 12 В постоянного тока мощностью 24 Вт потребляет 24 Вт/12 В = 2 ампера.

Итого:

1. Может ли ваш транзистор выдерживать ток нагрузки через коллектор?
2. Выдерживает ли транзистор напряжение питания?
3. Найдите коэффициент усиления тока для наихудшего случая во время насыщения .
4. Рассчитайте минимальный базовый ток, необходимый для поддержания транзистора в состоянии насыщения, используя коэффициент усиления по току для наихудшего случая и ток нагрузки
5. Сравните этот базовый ток с максимальным током, который может обеспечить ваш микроконтроллер (или другая схема управления).
6. Найдите самый высокий (наихудший случай) Vbe.
7. Рассчитайте падение напряжения на базовом резисторе, используя Vbe и выходное напряжение контроллера.
8. Рассчитайте требуемый базовый резистор.
9. Рассчитать рассеиваемую мощность коллектора

Пример 1

Jameco 400995 Редукторный двигатель постоянного тока. Согласно техническому описанию этого двигателя, при 12 В постоянного тока без нагрузки он потребляет всего 76 мА, но если вы заглушите двигатель, он поднимется до 1250 мА или 1,25 А. Двигатель всегда потребляет максимальный ток в остановленном состоянии.

Таким образом, напряжение нагрузки составляет 12 В постоянного тока, а максимальный ток нагрузки составляет 1,25 А.

Vнагрузка = 12 В
Iнагрузка (макс.) = 1,25 А

В общем случае в качестве переключателей можно использовать транзисторы PNP или NPN. Однако транзисторы PNP могут управлять только тем напряжением, которое подается на микросхему Arduino. В этом случае, поскольку контролируемое нами напряжение (12 В) отличается от напряжения Arduino (5 В), у нас нет другого выбора, кроме как использовать NPN-транзистор.

Далее мы видим, какие NPN-транзисторы у нас есть в нашей коробке с деталями. Предположим, у нас есть PN2222A, TIP31 и TIP120.

Далее нам нужно проверить таблицу данных для каждого транзистора.

Во-первых, мы должны убедиться, что транзистор может безопасно выдерживать наихудший ток, который мы можем потреблять. Искомый параметр — это максимальный ток коллектора, Ic(max) .

В техническом описании PN2222A указано, что Ic(max) = 0,6 А, что слишком мало для наших нужд.

В техническом описании TIP31 указано, что Ic(max) = 3 А, что безопасно выше 1,25 А, которые потребляет наш двигатель, если он заглохнет. Таким образом, TIP31 является претендентом.

Далее мы должны убедиться, что транзистор может безопасно работать с напряжением питания, которое мы планируем использовать. Искомый параметр — это максимальное напряжение коллектор-эмиттер, Vceo(max) .

TIP31 выпускается в 4 версиях, с Vceo(max) в диапазоне от 40 В до 100 В, все безопасно выше 12 В, которые мы планируем использовать. Так что TIP31 все еще претендент.

Теперь нам нужно рассчитать, можем ли мы обеспечить достаточный ток базы, чтобы поддерживать транзистор в состоянии насыщения. Во-первых, нам нужно найти, каким будет ток базы, когда транзистор пропускает ток в наихудшем случае 1,25 А. Согласно рис. 2, Ic/Ib = 10 или Ic = 10 * Ib. Это означает, что для нашего тока коллектора 1,25 А нам нужно будет обеспечить базовый ток 0,125 А, что слишком много для нашего Arduino, который может (безопасно) выдавать не более 40 мА.

Наконец, давайте взглянем на техническое описание TIP120. Во-первых, мы видим, что Ic(max) = 5 А, а Vceo(max) равно 60, 80 или 100 В, так что пока все в порядке.

Далее проверяем базовый ток. Это снова показано на рисунке 2, но на этот раз Ic=250 * Ib или наш ток коллектора 1,25 А требует базового тока 5 мА (5 * 250 = 1250), что значительно ниже максимального значения 40 мА, которое может выдать Arduino.

Наконец, нам нужно выбрать базовый резистор, который будет достаточно низким, чтобы обеспечить насыщение TIP120, но достаточно высоким, чтобы Arduino не пытался отдавать больший ток, чем должен. Нам нужен ток от 5 мА до 40 мА, поэтому давайте выберем промежуточную точку 20 мА.

Вернемся к рисунку 2, где мы видим, что когда ток коллектора равен 1 А, Vbe(sat) составляет около 1,5 В. Теперь, если Arduino выдает 5 В, а Vbe равно 1,5 В, это означает, что резистор имеет падение напряжения на нем (5 – 1,5) или 3,5 В. Используя закон Ома, R = V/I = 3,5/(20 мА) = 175 Ом.

Пример 2

Этот пример взят из превосходного обсуждения здесь. Подводя итог: полосе светодиодов требуется 400 мА при напряжении 12 В, и ею можно управлять с помощью Raspberry Pi.

Предлагается TIP120.

1. Может ли TIP120 выдерживать ток нагрузки? Согласно первой странице таблицы данных, в таблице под названием «Абсолютные максимальные номиналы», максимальный ток коллектора Ic составляет 5 А, что намного превышает наши требования.
2. Может ли транзистор выдержать необходимые 12 В? Согласно той же таблице, что и выше, Vceo(max) составляет 60 В, что намного больше, чем нам нужно.
3.  Найти усиление тока для наихудшего случая во время насыщения . Обратите внимание, что на странице 2 таблицы коэффициент усиления по постоянному току hfe указан как минимум 1000, но это при Vce = 3 В, что не является насыщением, поэтому мы не можем использовать это значение. Вместо этого посмотрите на Рисунок 2 на странице 3. В правом верхнем углу этого графика Ic = 250 фунтов, так что давайте использовать это значение. Это кажется намного выше, чем наихудшее значение по умолчанию, которое мы используем, равное 10, но, учитывая, что это пара Дарлингтона (2 транзистора, один за другим), это не является неразумным.
4. Рассчитайте минимальный базовый ток, необходимый для поддержания транзистора в состоянии насыщения, используя коэффициент усиления по току для наихудшего случая:
   Ib = Ic/250 = 400 мА / 250 = 1,6 мА.
5. Сравните с максимальным выходным током Raspberry Pi. В этом есть некоторая путаница, но, как обсуждалось на этой странице, 1,6 мА кажется безопасным.
6. Найти Vbe. Согласно графику в Рисунок 2 , Vbe(sat) ниже 1,5 В вплоть до 1 А, поэтому, выбрав для наихудшего случая Vbe(sat) 1,5 В, мы должны быть в полной безопасности.
7. Теперь рассчитаем падение напряжения на базовом резисторе. Выходное напряжение Raspberry Pi составляет 3,3 В, поэтому падение напряжения на резисторе равно
   3,3 В – 1,5 В = 1,8 В

.

8. Теперь рассчитаем базовый резистор. Напомним, что минимальный базовый ток, необходимый для насыщения транзистора, составляет 1,6 мА, поэтому
   R = V / I = 1,8 В / 1,6 мА = ~ 1,2 кОм
9. Наконец, мы должны рассчитать рассеиваемую мощность коллектора, потому что она хуже для Дарлингтона из-за более высокого Vce(sat). Использование На рис. 2 снова мы видим, что Vce(sat) составляет около 0,75 В, поэтому рассеиваемая мощность коллектора равна:
   Pc(max) = Ic(max) * Vce(sat)(max) = 400 мА * 0,75 В = 0,3 Вт.
   Согласно таблице «Абсолютные максимальные характеристики» на стр. 1, максимальная рассеиваемая мощность составляет 2 Вт при температуре окружающей среды Ta = 25°C, поэтому и здесь мы должны быть в безопасности.

Каталожные номера

1. Отличное руководство по использованию транзисторов в качестве переключателя, но я не уверен, что они должным образом решили проблему снижения коэффициента усиления при насыщении
2. Гораздо более краткое руководство, содержащее меньше теории и больше практики
3. Пример, показывающий, как создать H-мост с использованием транзисторов

СДЕЛАТЬ:

• Мы рассчитали это для наихудшего случая потребления тока, когда двигатель заглох. Как работает наш транзисторный переключатель с двигателем, работающим на другой крайности, токе холостого хода всего 76 мА? Как нам убедиться, что транзистор все еще насыщен, т.е. включен?
• Объясните, зачем нужен обратноходовой диод для индуктивных нагрузок.
• Включите пример 2N2222, за которым следует TIP31, чтобы показать, как можно использовать несколько каскадов.
• Объясните разницу между NPN и PNP и почему мы предпочитаем NPN.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Как соединить транзисторы (BJT) и MOSFET с Arduino

Взаимодействие силовых устройств, таких как BJT и MOSFET, с выходом Arduino является важной конфигурацией, которая позволяет переключать нагрузки высокой мощности через маломощные выходы Arduino.

В этой статье мы подробно обсуждаем правильные методы использования или подключения транзисторов, таких как BJT и MOSFET, с любым микроконтроллером или Arduino.

Такие каскады также называются «Сдвиг уровня» , поскольку этот каскад изменяет уровень напряжения с более низкой точки на более высокую для соответствующего выходного параметра. Например, здесь реализован сдвиг уровня с выхода Arduino 5V на выход MOSFET 12V для выбранной нагрузки 12V.

Независимо от того, насколько хорошо запрограммирован или закодирован ваш Arduino, его неправильная интеграция с транзистором или внешним оборудованием может привести к неэффективной работе системы или даже к повреждению компонентов, задействованных в системе.

Поэтому становится чрезвычайно важным понять и изучить правильные методы использования внешних активных компонентов, таких как MOSFET и BJT, с микроконтроллером, чтобы конечный результат был эффективным, плавным и экономичным.

Прежде чем мы обсудим методы сопряжения транзисторов с Arduino, было бы полезно изучить основные характеристики и работу биполярных транзисторов и полевых транзисторов.

Содержание

Электрические характеристики транзисторов (биполярных)

BJT означает биполярный транзистор.

Основная функция биполярного транзистора заключается в включении подключенной нагрузки в ответ на срабатывание внешнего напряжения. Нагрузка должна быть в основном более тяжелой по току по сравнению с входным триггером.

Таким образом, основной функцией биполярного транзистора является включение нагрузки с более высоким током в ответ на срабатывание триггера с более низким входным током.

Технически это также называется смещением транзистора, что означает использование тока и напряжения для работы транзистора по назначению, и это смещение должно выполняться наиболее оптимальным образом.

BJT имеют 3 вывода или 3 вывода, а именно: база, эмиттер, коллектор.

Базовый контакт используется для питания внешнего входного триггера в виде небольшого напряжения и тока.

Вывод эмиттера всегда соединен с землей или отрицательной линией питания.

Контакт коллектора подключается к нагрузке через положительный источник питания.

BJT можно найти с двумя типами полярности, NPN и PNP. Базовая конфигурация контактов одинакова как для NPN, так и для PNP, как описано выше, за исключением полярности источника постоянного тока, которая становится прямо противоположной.

Распиновку BJT можно понять по следующему изображению:

На изображении выше мы видим базовую конфигурацию распиновки транзисторов NPN и PNP (BJT). Для NPN эмиттер становится линией заземления и соединяется с отрицательным источником питания.

Обычно, когда слово «земля» используется в цепи постоянного тока, мы предполагаем, что это отрицательная линия питания.
Однако для транзистора линия заземления, связанная с эмиттером, относится к напряжениям его базы и коллектора, а «земля» эмиттера не обязательно может означать отрицательную линию питания.

Да, для NPN BJT заземлением может быть отрицательная линия питания, но для PNP-транзистора «земля» всегда относится к положительной линии питания, как показано на рисунке выше.

Функция включения/выключения обоих BJT в основном одинакова, но меняется полярность.

Поскольку эмиттер BJT является «выходным» каналом для тока, проходящего через базу и коллектор, он должен быть «заземлен» на линию питания, которая должна быть противоположна напряжению, используемому на входах база/коллектор. В противном случае цепь не будет завершена.

Для NPN BJT входы базы и коллектора связаны с положительным триггерным или коммутационным напряжением, поэтому эмиттер должен быть привязан к отрицательной линии.

Это гарантирует, что положительное напряжение, поступающее на базу и коллектор, сможет достичь отрицательной линии через эмиттер и замкнуть цепь.

Для PNP BJT база и коллектор связаны с входом отрицательного напряжения, поэтому, естественно, эмиттер PNP должен быть привязан к положительной линии, чтобы положительный источник питания мог пройти через эмиттер и завершить свое путешествие от основание и штифты коллектора.

Обратите внимание, что ток для NPN течет от базы/коллектора к эмиттеру, а для PNP – от эмиттера к базе/коллектору.

В обоих случаях целью является включение нагрузки коллектора через небольшой вход напряжения на базе биполярного транзистора, только меняется полярность и все.

Следующая симуляция показывает базовую операцию:

В приведенной выше симуляции, как только нажимается кнопка, внешнее входное напряжение поступает на базу BJT и достигает линии заземления через эмиттер.

При этом проход коллектора/эмиттера внутри биполярного транзистора открывается и позволяет положительному питанию сверху поступать в лампу и проходить через эмиттер на землю, включая лампу (нагрузку).

Оба переключения происходят почти одновременно в ответ на нажатие кнопки.

Вывод эмиттера становится здесь общей «выходной» разводкой для обоих входных каналов (базы и коллектора).

И линия питания эмиттера становится общей линией заземления для входного триггера питания, а также нагрузки.

Это означает, что линия питания, соединяющая эмиттер BJT, также должна быть строго соединена с землей внешнего источника запуска и нагрузки.

Почему мы используем резистор в основании биполярного транзистора

Основание биполярного транзистора рассчитано на работу с маломощными входами, и этот вывод не может потреблять большой ток, поэтому мы используем резистор, просто чтобы убедиться чтобы на базу не пускался большой ток.

Основной функцией резистора является ограничение тока до заданного значения в соответствии со спецификацией нагрузки.

Обратите внимание на , что для биполярных транзисторов этот резистор должен иметь размеры, соответствующие току нагрузки на стороне коллектора.

Почему?

Поскольку биполярные транзисторы являются токозависимыми «переключателями».

Это означает, что ток базы необходимо увеличить, уменьшить или отрегулировать в соответствии со спецификациями тока нагрузки на стороне коллектора.

Но напряжение переключения, необходимое на базе биполярного транзистора, может составлять всего 0,6 В или 0,7 В. Это означает, что нагрузка коллектора BJT может быть включена при напряжении всего 1 В на базе/эмиттере BJT.
Вот основная формула для расчета базового резистора:

R = (Us — 0,6)Hfe / ток нагрузки,

Где R = базовый резистор транзистора,

Us = источник или пусковое напряжение на базовом резисторе,

Hfe = коэффициент усиления по прямому току транзистора (можно найти в техническом описании биполярного транзистора).

Хотя формула выглядит аккуратно, не обязательно всегда так точно настраивать базовый резистор.

Это просто потому, что базовые спецификации BJT имеют широкий диапазон допусков и легко допускают большие различия в номиналах резисторов.

Например, чтобы подключить реле с сопротивлением обмотки 30 мА, формула может примерно дать значение резистора 56K для BC547 при входном напряжении 12В…. но я обычно предпочитаю использовать 10K, и оно работает безупречно.

Однако, если вы не следуете оптимальным правилам, результаты могут быть не очень хорошими, верно?

Технически это имеет смысл, но опять же потери настолько малы по сравнению с усилиями, затраченными на вычисления, что ими можно пренебречь.

Например, использование 10K вместо 56K может заставить транзистор работать с немного большим базовым током, заставляя его нагреваться немного больше, может быть на пару градусов выше… что вообще не имеет значения.

Хорошо, теперь давайте перейдем к сути.

Поскольку мы всесторонне изучили, как BJT должен быть смещен и настроен для его 3 выводов, мы можем быстро понять детали, касающиеся его взаимодействия с любым микроконтроллером, таким как Arduino.

Основной целью подключения BJT к Arduino обычно является включение нагрузки или какого-либо параметра на стороне коллектора в ответ на запрограммированный вывод с одного из выходных контактов Arduino.

Здесь триггерный вход для базового вывода BJT должен исходить от Arduino. Это означает, что конец базового резистора просто нужно соединить с соответствующим выходом Arduino, а коллектор биполярного транзистора — с нагрузкой или любым предполагаемым внешним параметром.

Поскольку BJT едва ли требует от 0,7 В до 1 В для эффективного переключения, 5 В с выходного контакта Arduino становится вполне достаточным для управления BJT и работы с разумными нагрузками.
Пример конфигурации можно увидеть на следующем изображении:

На этом изображении мы видим, как запрограммированный Arduino используется для управления небольшой нагрузкой в ​​виде реле через каскад драйвера BJT. Катушка реле становится нагрузкой коллектора, а сигнал с выбранного выходного контакта Arduino действует как входной сигнал переключения для базы BJT.

Несмотря на то, что реле становится лучшим вариантом для управления большими нагрузками через транзисторный драйвер, когда механическое переключение становится нежелательным фактором, модернизация биполярных транзисторов становится лучшим выбором для работы с сильноточными нагрузками постоянного тока, как показано ниже.

В приведенном выше примере можно увидеть схему транзисторов Дарлингтона, сконфигурированную для обработки указанной сильноточной нагрузки мощностью 100 Вт без зависимости от реле. Это позволяет плавно переключать светодиод с минимальными помехами, обеспечивая длительный срок службы по всем параметрам.

Теперь давайте продолжим и посмотрим, как можно настроить MOSFET с помощью Arduino

Электрические характеристики MOSFET

Цель использования MOSFET с Arduino обычно аналогична описанной выше цели использования BJT.

Однако, поскольку обычно МОП-транзисторы предназначены для эффективной работы с более высокими характеристиками тока по сравнению с биполярными транзисторами, они в основном используются для переключения нагрузок высокой мощности.

Прежде чем мы поймем взаимодействие MOSFET с Arduino, было бы интересно узнать основную разницу между BJT и MOSFET. ток нагрузки коллектора. Более высокие токи нагрузки потребуют более высокого базового тока, и наоборот.

Для MOSFET это неверно, другими словами, затвор MOSFET, эквивалентный основанию BJT, требует минимального тока для включения, независимо от тока стока (вывод стока MOSFET эквивалентен выводу коллектора BJT).

Сказав это, хотя ток не является решающим фактором для переключения затвора MOSFET, напряжение.

Поэтому MOSFET считаются устройствами, зависящими от напряжения

Минимальное напряжение, необходимое для создания нормального смещения для MOSFET, составляет 5 В или 9 В.V, 12v — наиболее оптимальный диапазон для полного включения mosfet.

Таким образом, мы можем предположить, что для включения MOSFET и нагрузки на его стоке можно использовать источник питания 10 В на его затворе для достижения оптимального результата.

Эквивалентные контакты полевых МОП-транзисторов и биполярных транзисторов

На следующем рисунке показаны дополнительные контакты полевых транзисторов и биполярных транзисторов.

База соответствует Gate-Collector соответствует Drain-Emitter соответствует Source.

Какой резистор следует использовать для затвора Mosfet

Из наших предыдущих руководств мы поняли, что резистор в основании биполярного транзистора имеет решающее значение, без которого биполярный транзистор может мгновенно выйти из строя.

Для полевого МОП-транзистора это может быть не так актуально, поскольку на МОП-транзисторы не влияет разница токов на их затворах, вместо этого более высокое напряжение может считаться опасным. Обычно все, что выше 20 В, может быть плохим для затвора MOSFET, но ток может быть несущественным.

В связи с этим резистор на затворе не имеет значения, так как резисторы используются для ограничения тока, а затвор MOSFET не зависит от тока.

Тем не менее, полевые МОП-транзисторы чрезвычайно уязвимы к внезапным выбросам и переходным процессам на своих затворах по сравнению с биполярными транзисторами.

По этой причине в затворах полевых МОП-транзисторов обычно предпочтительнее использовать низкоомный резистор, просто чтобы гарантировать, что внезапный всплеск напряжения не сможет пройти через затвор полевого МОП-транзистора и разорвать его изнутри.

Обычно в затворах полевых МОП-транзисторов можно использовать любой резистор сопротивлением от 10 до 50 Ом для защиты затворов от неожиданных скачков напряжения.

Взаимодействие полевого МОП-транзистора с Arduino

Как объяснялось в предыдущем абзаце, мосфету потребуется от 10 до 12 В для правильного включения, но, поскольку Arduino работает с 5 В, его выход не может быть напрямую настроен с помощью мосфета.

Поскольку Arduino работает с питанием 5 В, и все его выходы рассчитаны на выдачу 5 В в качестве сигнала высокого логического уровня питания. Хотя эти 5 В могут включать полевой МОП-транзистор, это может привести к неэффективному переключению устройств и проблемам с нагревом.

Для эффективного переключения полевых МОП-транзисторов и для преобразования выходного напряжения 5 В от Arduino в сигнал 12 В можно настроить промежуточный буферный каскад, как показано на следующем рисунке:

На рисунке видно, что MOSFET сконфигурирован с парой буферных каскадов BJT, что позволяет MOSFET использовать 12 В от источника питания и эффективно включать себя и нагрузку.

Здесь используются два биполярных транзистора, поскольку один биполярный транзистор заставит полевой МОП-транзистор работать в противоположном направлении в ответ на каждый положительный сигнал Arduino.

Предположим, что используется один BJT, тогда, пока BJT включен с положительным сигналом Arduino, MOSFET будет выключен, так как его затвор будет заземлен коллектором BJT, и нагрузка будет включена, пока Arduino включен ВЫКЛЮЧЕННЫЙ.

По сути, один BJT инвертирует сигнал Arduino для затвора MOSFET, что приводит к противоположной реакции переключения.

Чтобы исправить эту ситуацию, используются два BJT, так что второй BJT инвертирует ответ и позволяет MOSFET включаться для каждого положительного сигнала только от Arduino.

Заключительные мысли

К этому моменту вы уже должны были хорошо понимать правильный метод подключения BJT и MOSFET к микроконтроллеру или Arduino.

Вы могли заметить, что мы в основном использовали NPN BJT и N-канальные MOSFET для интеграции и избегали использования PNP и P-канальных устройств. Это связано с тем, что версии NPN идеально работают как коммутатор и их легко понять при настройке.

Это все равно, что вести машину в обычном режиме вперед, а не смотреть назад и ехать на задней передаче. В обоих случаях машина будет работать и двигаться, но движение на задней передаче очень неэффективно и не имеет смысла. Здесь применима та же аналогия, и использование NPN или N-канальных устройств становится более предпочтительным по сравнению с PNP или P-канальными MOSFET.