uso de mosfet y canal p vs n

Compare las acciones de un MOSFET de canal P y N en su circuito.

(He dejado el transistor de unión para ayudar a la comparación.)

AlasalidaPICnolegustaestarconectadaa12V,porloqueeltransistoractúacomounbúferouninterruptordenivel.CualquiersalidadelPICsuperiora0,6V(ish)encenderáeltransistor.

PCHANNELMOSFET.(CargaconectadaentreDrenajeyTerreno)

CuandolasalidaPICesBAJA,eltransistorestáAPAGADOylapuertadelPMOSFETesALTA(12V).EstosignificaqueelMMOSFETestáAPAGADO.

CuandolasalidadelPICesALTA,eltransistorseenciendeytiradelapuertadelMOSFETBAJO.EstoenciendeelMOSFETylacorrientefluiráatravésdelacarga.

NCHANNELMOSFET.(CargaconectadaentreDrainy+12V)

CuandolasalidaPICesBAJA,eltransistorestáAPAGADOylapuertadelPMOSFETesALTA(12V).EstosignificaqueelNMOSFETestáENCENDIDOylacorrientefluiráatravésdelacarga.

CuandolasalidadelPICesALTA,eltransistorseenciendeytiradelapuertadelMOSFETBAJO.EstoapagaelMOSFET.

ElcircuitoMOSFET"mejorado" .

Podríamos eliminar el transistor utilizando un tipo MOSFET digital N: solo necesita la señal de 0-5V de la salida PIC para funcionar y aísla el pin de salida PIC de la fuente de alimentación de 12V.

Cuando la salida de PIC es ALTA, el MOSFET se enciende, cuando está BAJO, el MOSFET se apaga. Esto es exactamente igual que el circuito P MOSFET original. La resistencia en serie se ha hecho más pequeña para ayudar al encendido y al apagado, cargando o descargando la capacitancia de la compuerta más rápidamente.

La elección del dispositivo depende básicamente de sus necesidades de diseño, aunque en este caso el MOSFET digital tipo N gana en términos de simplicidad.

El transistor bipolar está presente como un controlador para el MOSFET. Aunque para DC, los MOSFETS tienen una resistencia muy alta y, por lo tanto, parecen circuitos abiertos, en realidad son capacitivos. Para activarse, la carga debe transferirse a ellos, y hacer eso rápido requiere una conducción actual.

El BJT (y el diseño general del circuito) también ofrece la siguiente ventaja: un pequeño y predecible voltaje de encendido. Puede sustituir diferentes BJT allí, y el comportamiento será similar.

Una ventaja más del transistor adicional es que la etapa de transistor adicional tiene ganancia de voltaje, lo que ayuda a crear una transición más nítida de apagado a encendido, desde la perspectiva de la entrada mirando.

Para usar una pequeña señal positiva para encender el circuito, se debe usar un transistor NPN. Pero la salida de esto se invierte, con una carga lateral alta, y por lo tanto se utiliza un MOSFET de canal P. Esto tiene otra característica interesante, que es que la carga se controla desde el lado positivo y, por lo tanto, permanece conectada a tierra cuando se apaga el transistor.

El símbolo esquemático para el MOSFET parece un dispositivo de agotamiento (ya que el canal se dibuja de forma sólida, en lugar de como tres secciones). Esto es probablemente un error. El circuito se parece a una configuración de modo de mejora de funcionamiento del molino.

El MOSFET de canal P se activa cuando se baja la puerta. Se dibuja "al revés". Piense en ello como análogo a un PNP BJT.

El diodo "volante" completa el circuito para la carga inductiva cuando se abre el transistor / interruptor. Un inductor intenta mantener la misma corriente fluyendo en la misma dirección. Normalmente, esa corriente fluye a través del bucle de transistor. Cuando se corta abruptamente, fluye a través del bucle del diodo, de modo que su dirección a través de la carga es la misma, y eso significa que fluye de manera opuesta a través del diodo. Para que esta continuación de la corriente suceda, el inductor tiene que generar "EMF inversa": un voltaje cuya dirección es opuesta a la que se le aplicó anteriormente.

Debe agregar un 4k7 de puerta a tierra para evitar que su FET conduzca cuando su io-pin es de alta impedancia o no está conectado. En este caso, una simple carga de su mano puede activar el mosfet y existe la posibilidad de que continúe conduciendo su circuito incluso cuando no hay alimentación en el pasador de la puerta.

1) ¿Por qué hay otro transistor involucrado (el 2n3904)? - para que el controlador de la puerta no vea menos de 10k de impedancia (resistencia). Los 10k res y bjt son en realidad opcionales, pero elegantes si se agregan. - EDIT: whoops, es esencial que el pwm funcione correctamente. invierte una señal digital, que se requiere para que un pnp funcione de la manera que usted quiere. todavía puede omitir el bjt si puede invertir la señal de control antes de la salida.

2) y ¿por qué hay un diodo en la carga? - porque las cargas inductivas (solenoides, motores, etc.) hacen que las corrientes fluyan en la otra dirección una vez que se apagan. Cuando estás usando pwm para controlar algo, básicamente se enciende y apaga rápidamente. enciende el motor, el rotor comienza a girar, lo apaga, el rotor aún gira y luego actúa como un generador que hace que la corriente fluya en la otra dirección. esta polaridad inversa puede dañar los componentes, pero se descuida instantáneamente una vez que se agrega el diodo.

Esto va directamente a la teoría de los MOSFET. El diagrama muestra un MOSFET de DEPLECIÓN que funciona con la ecuación de Shockley: ID = IDSS (1-VGS / VP) ^ 2. Es obvio que el microcontrolador funciona con una salida de 5 voltios y si lo usa directamente como voltaje de compuerta, no puede obtener la corriente máxima de la fuente de energía (12 voltios arriba). El segundo transistor funciona como amortiguador y también como aislador para este propósito. Y sobre el diodo: este diodo casi siempre se usa para cargas que contienen bobinas (como un motor o un relé). El propósito es la supresión de la corriente hacia atrás producida por la bobina como un inductor. Esta corriente hacia atrás puede dañar tu MOSFET.

Permítame explicarle la parte del diodo: supongamos que tenemos un interruptor conectado a una resistencia y luego a un inductor (SW-R-L- > Tierra). el problema surge cuando el interruptor se abrió muy rápido, lo que significa una corriente repentina de cero en el circuito, pero sabemos que los inductores no permiten una corriente repentina de cero (VL = L di / dt). Esto significa que el inductor busca una forma corta de vaciar su corriente y la única forma es hacer una "chispa" entre las cabezas del interruptor. Podemos ver este fenómeno al conectar una alimentación de CC a un pequeño motor de CC. Podemos ver que el motor no funciona con un alto voltaje, pero al tocar sus cables con el cable de alimentación, se ven "chispas muy obvias". Al reemplazar el interruptor con un transistor, ocurre lo mismo y estas chispas continuas conducen a El daño al transistor.