Misingi ya MOSFET: Hatua 13

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Halo! Katika hii Inayoweza kufundishwa, nitakufundisha misingi ya MOSFET, na kwa misingi, namaanisha misingi ya kweli. Video hii ni nzuri kwa mtu ambaye hajawahi kusoma MOSFET kitaalam, lakini anataka kuitumia katika miradi. Nitazungumza juu ya n na p kituo cha MOSFET, jinsi ya kuzitumia, jinsi zinavyotofautiana, kwa nini zote mbili ni muhimu, kwanini madereva wa MOSFET na vitu kama hivyo. Pia nitazungumza juu ya ukweli kidogo unaojulikana juu ya MOSFET na mengi zaidi.

Wacha tuingie ndani.

Hatua ya 1: Tazama Video

Video zina kila kitu kimefunikwa kwa undani kinachohitajika kwa ajili ya kujenga mradi huu. Video hiyo ina michoro ambayo itasaidia kufahamu ukweli. Unaweza kuitazama ikiwa unapendelea vielelezo lakini ikiwa unapendelea maandishi, pitia hatua zifuatazo.

Hatua ya 2: FET

Kabla ya kuanza MOSFET, wacha nikutambulishe kwa mtangulizi wake, JFET au Junction Field Effect Transistor. Itafanya uelewa wa MOSFET iwe rahisi kidogo.

Sehemu ya msalaba ya JFET imeonyeshwa kwenye picha. Vituo vinafanana na vituo vya MOSFET. Sehemu ya katikati inaitwa substrate au mwili, na ni aina tu ya n au p semiconductor kulingana na aina ya FET. Mikoa hiyo hupandwa kwenye sehemu ndogo iliyo na aina tofauti na ile ya substrate inaitwa lango, unyevu na chanzo. Voltage yoyote unayotumia, unatumia kwa maeneo haya.

Leo, kwa mtazamo wa vitendo, haina umuhimu sana. Sitatafuta ufafanuzi zaidi ya hii kwani itapata kiufundi sana na haihitajiki wakati wowote.

Alama ya JFET itatusaidia kuelewa ishara ya MOSFET.

Hatua ya 3: MOSFET

Baada ya hii inakuja MOSFET, ikiwa na tofauti kubwa katika kituo cha lango. Kabla ya kufanya mawasiliano ya kituo cha lango safu ya Silicon Dioxide imeongezeka juu ya substrate. Hii ndio sababu inaitwa Transistor ya Metallic oxide Semiconductor. SiO2 ni dielectri nzuri sana, au unaweza kusema insulator. Hii huongeza upinzani wa lango kwa kiwango cha kumi hadi nguvu ya ohms kumi na tunafikiria kuwa katika lango la MOSFET Ig ya sasa ni sifuri kila wakati. Hii ndiyo sababu inaitwa pia Insulated Gate Field Effect Transistor (IGFET). Safu ya kondakta mzuri kama alumini imekuzwa kwa kuongeza juu ya mikoa yote mitatu, na kisha mawasiliano hufanywa. Katika mkoa wa lango, unaweza kuona kwamba kipande cha sahani sawa kama muundo huundwa na kwa kweli huanzisha uwezo mkubwa kwa kituo cha lango. Uwezo huu unaitwa uwezo wa lango na unaweza kuharibu mzunguko wako kwa urahisi ikiwa hautazingatiwa. Hizi pia ni muhimu sana wakati wa kusoma kwa kiwango cha kitaalam.

Ishara ya MOSFET inaweza kuonekana kwenye picha iliyoambatanishwa. Kuweka laini nyingine kwenye lango kuna maana wakati unazihusisha na JFETs, ikionyesha kuwa lango limehifadhiwa. Mwelekeo wa mshale katika ishara hii unaonyesha mwelekeo wa kawaida wa mtiririko wa elektroni ndani ya MOSFET, ambayo iko kinyume na ile ya mtiririko wa sasa.

Hatua ya 4: MOSFET Je! Kifaa 4 cha Kituo?

Jambo moja zaidi ningependa kuongeza ni kwamba watu wengi wanafikiria MOSFET ni kifaa cha tatu, wakati kwa kweli MOSFET ni kifaa cha nne. Kituo cha nne ni kituo cha mwili. Labda umeona ishara iliyoambatishwa kwa MOSFET, kituo cha katikati ni cha mwili.

Lakini kwa nini karibu MOSFET zote zina terminal tatu tu zinazotoka ndani yake?

Kituo cha mwili kimepunguzwa kwa ndani kwa chanzo kwani haina maana katika matumizi ya IC hizi rahisi, na baada ya hapo ishara inakuwa ile tunayoijua.

Mwisho wa mwili hutumiwa kwa ujumla wakati teknolojia ngumu ya CMOS IC imetengenezwa. Kumbuka kuwa hii ndio kesi kwa n kituo cha MOSFET, picha itakuwa tofauti kidogo ikiwa MOSFET ni kituo.

Hatua ya 5: Jinsi inavyofanya kazi

Ok, kwa hivyo sasa hebu tuone jinsi inavyofanya kazi.

Bipolar Junction Transistor au BJT ni kifaa kinachodhibitiwa sasa, hiyo inamaanisha kiwango cha mtiririko wa sasa katika kituo chake cha msingi huamua sasa ambayo itapita kupitia transistor, lakini tunajua kuwa hakuna jukumu la sasa katika kituo cha lango la MOSFET na kwa pamoja. tunaweza kusema kuwa ni kifaa kinachodhibitiwa na voltage sio kwa sababu lango la lango daima ni sifuri lakini kwa sababu ya muundo wake ambao sitaelezea katika hii inayoweza kufundishwa kwa sababu ya ugumu wake.

Hebu fikiria n Channel MOSFET. Wakati hakuna voltage inatumiwa kwenye terminal ya lango, diode mbili nyuma hadi nyuma zipo kati ya substrate na kukimbia na mkoa wa chanzo kusababisha njia kati ya bomba na chanzo kuwa na upinzani kwa mpangilio wa 10 kwa nguvu 12 ohms.

Nilituliza chanzo sasa na kuanza kuongeza voltage ya lango. Wakati kiwango cha chini cha voltage kinafikia, upinzani hupungua na MOSFET huanza kufanya na sasa huanza kutiririka kutoka kwa bomba hadi chanzo. Voltage ya chini huitwa kizingiti cha MOSFET na mtiririko wa sasa ni kwa sababu ya uundaji wa kituo kutoka kwa bomba hadi chanzo kwenye sehemu ndogo ya MOSFET. Kama jina linapendekeza, katika Kituo cha MOSFET, kituo kinaundwa na n aina ya wabebaji wa sasa, elektroni, ambayo ni kinyume na aina ya substrate.

Hatua ya 6: Lakini…

Imeanza hapa tu. Kutumia voltage ya kizingiti haimaanishi uko tayari tu kutumia MOSFET. Ukiangalia karatasi ya data ya IRFZ44N, n channel MOSFET, utaona kuwa katika kizingiti chake cha voltage, ni kiwango cha chini tu cha sasa kinachoweza kupita. Hiyo ni nzuri ikiwa unataka tu kutumia mizigo midogo kama LED tu, lakini, nini maana wakati huo. Kwa hivyo kwa kutumia mizigo mikubwa ambayo inachora zaidi ya sasa italazimika kutumia voltage zaidi kwenye lango. Ongezeko la voltage ya lango huongeza kituo na kusababisha sasa zaidi kupita ndani yake. Ili kuwasha kabisa MOSFET, voltage Vgs, ambayo ni voltage kati ya lango na chanzo lazima iwe mahali fulani juu ya Volts 10 hadi 12, hiyo inamaanisha ikiwa chanzo kiko chini, lango lazima liwe kwa Volts 12 au zaidi.

MOSFET tuliyojadili tu inaitwa aina ya kukuza MOSFETs kwa sababu ambayo kituo kinaboreshwa na kuongezeka kwa voltage ya lango. Kuna aina nyingine ya MOSFET inayoitwa aina ya kupungua kwa MOSFET. Tofauti kubwa ni kwa kuwa kituo tayari kipo katika aina ya kupungua kwa MOSFET. Aina hizi za MOSFET kawaida hazipatikani katika masoko. Alama ya upunguzaji wa aina ya MOSFET ni tofauti, laini iliyo ngumu inaonyesha kuwa kituo tayari kipo.

Hatua ya 7: Kwanini Madereva wa MOSFET?

Sasa wacha tuseme unatumia mdhibiti mdogo kudhibiti MOSFET, basi unaweza kutumia tu Volts 5 au chini kwa lango, ambayo haitatosha kwa mizigo ya juu ya sasa.

Kile unachoweza kufanya ni kutumia dereva wa MOSFET kama TC4420, inabidi utoe ishara ya mantiki kwenye pini zake za kuingiza na itashughulikia zingine au unaweza kujenga dereva mwenyewe, lakini dereva wa MOSFET ana faida zaidi katika ukweli kwamba pia hutunza vitu vingine kadhaa kama uwezo wa lango nk.

Wakati MOSFET imewashwa kabisa, upinzani wake unaonyeshwa na Rdson na inaweza kupatikana kwa urahisi kwenye data.

Hatua ya 8: Kituo cha P MOSFET

P channel MOSFET ni kinyume cha n channel MOSFET. Mtiririko wa sasa kutoka chanzo hadi kukimbia na kituo kinaundwa na p aina ya wabebaji wa malipo, yaani mashimo.

Chanzo katika kituo cha MOSFET lazima kiwe na uwezo mkubwa na kuiwasha kabisa Vgs lazima iwe hasi kwa Volts 10 hadi 12

Kwa mfano, ikiwa chanzo kimefungwa na Volts 12 lango kwa volts sifuri lazima iweze kuiwasha kabisa na ndio sababu tunasema kwa ujumla kutumia Volts 0 kwa lango geuza ap channel MOSFET ON na kwa sababu ya mahitaji haya dereva wa MOSFET wa n kituo hakiwezi kutumiwa moja kwa moja na p channel MOSFET. Madereva ya kituo cha MOSFET yanapatikana sokoni (kama TC4429) au unaweza kutumia tu inverter na n dereva wa MOSFET. Kituo cha MOSFET kina upinzani juu ya ON kuliko n kituo cha MOSFET lakini hiyo haimaanishi kuwa unaweza kutumia n kituo cha MOSFET kwa matumizi yoyote yanayowezekana.

Hatua ya 9: Lakini kwanini?

Wacha tuseme lazima utumie MOSFET katika usanidi wa kwanza. Aina hiyo ya ubadilishaji huitwa ubadilishaji wa upande wa chini kwa sababu unatumia MOSFET kuunganisha kifaa ardhini. N channel MOSFET itafaa zaidi kwa kazi hii kwani Vgs haitofautiani na inaweza kudumishwa kwa urahisi kwa Volts 12.

Lakini ikiwa unataka kutumia n channel MOSFET kwa ubadilishaji wa upande wa juu, chanzo kinaweza kuwa mahali popote kati ya ardhi na Vcc, ambayo mwishowe itaathiri Vgs za voltage kwani voltage ya lango ni ya kila wakati. Hii itakuwa na athari kubwa katika utendaji mzuri wa MOSFET. Pia MOSFET inaungua ikiwa Vgs huzidi kuliko kiwango cha juu kilichotajwa ambacho ni karibu Volts 20 kwa wastani.

Kwa hivyo, sio matembezi ya keki kutumia n kituo cha MOSFET hapa, tunachofanya ni kutumia p channel MOSFET licha ya kuwa na upinzani mkubwa ON kwani ina faida kwamba Vgs itakuwa mara kwa mara wakati wa ubadilishaji wa upande wa juu. Pia kuna njia zingine kama bootstrapping, lakini sitawafunika kwa sasa.

Hatua ya 10: Cur-Id-Vds Curve

Mwishowe, hebu tuangalie haraka hii curve ya Id-Vds. MOSFET ilifanya kazi katika mikoa mitatu, wakati Vgs ni chini ya kizingiti cha voltage, MOSFET iko katika eneo lililokatwa, i.e.imezimwa. Ikiwa Vgs ni kubwa kuliko kizingiti cha voltage lakini chini ya jumla ya kushuka kwa voltage kati ya bomba na chanzo na voltage ya kizingiti, inasemekana iko katika mkoa wa triode au mkoa wa mstari. Katika mkoa wa mjengo, MOSFET inaweza kutumika kama kontena la kutofautisha kwa voltage. Ikiwa Vgs ni kubwa kuliko jumla ya voltage, basi bomba la maji linakuwa la kawaida inasemekana inafanya kazi katika mkoa wa kueneza na kuifanya MOSFET kutenda kama kubadili inapaswa kuendeshwa katika mkoa huu kwani kiwango cha juu cha sasa kinaweza kupita kupitia MOSFET katika mkoa huu.

Hatua ya 11: Mapendekezo ya Sehemu

n Kituo cha MOSFET: IRFZ44N

INDIA - https://amzn.to/2vDTF6DUS - https://amzn.to/2vB6oXwUK -

p Kituo cha MOSFET: IRF9630US - https://amzn.to/2vB6oXwUK -

n Dereva wa MOSFET wa Kituo: TC4420US -

p Dereva wa MOSFET wa Kituo: TC4429

Hatua ya 12: Hiyo ndio

Lazima sasa ujue na misingi ya MOSFET na uweze kuamua MOSFET kamili ya mradi wako.

Lakini swali bado linabaki, ni lini tunapaswa kutumia MOSFET? Jibu rahisi ni wakati lazima ubadilishe mizigo mikubwa ambayo inahitaji voltage zaidi na ya sasa. MOSFET zina faida ya upotezaji mdogo wa nguvu ikilinganishwa na BJTs hata kwa mikondo ya juu.

Ikiwa nilikosa chochote, au nimekosea, au una vidokezo vyovyote, tafadhali toa maoni hapa chini.

Fikiria kujisajili kwenye Maagizo yetu na idhaa ya YouTube. Asante kwa kusoma, tuonane katika Inayofuata Inayoweza kufundishwa.

Hatua ya 13: Sehemu Zilizotumiwa

n Kituo cha MOSFET: IRFZ44NINDIA - https://amzn.to/2vDTF6DUS - https://amzn.to/2vB6oXwUK -

p Kituo cha MOSFET: IRF9630US - https://amzn.to/2Jmm437UK -

n Dereva wa MOSFET wa Kituo: TC4420US -

p Dereva wa MOSFET wa Kituo: TC4429