IRF520: Alles über diesen MOSFET-Transistor

irf520

Ein weiteres Element, das wir unserem hinzufügen können Liste der elektronischen Komponenten ist N-Kanal-MOSFET-Transistor namens IRF520. Es handelt sich um einen Transistor, den Sie in verschiedenen Formaten finden, sowohl unabhängig zum Hinzufügen zu Ihren Schaltkreisen als auch als Modul, wenn Sie mehr Komfort wünschen.

In diesem Artikel werden wir sehen Alle Details und technischen Spezifikationen des IRF520 und auch ein Beispiel dafür, wie es mit Arduino verwendet werden würde.

Was ist ein N-Kanal-MOSFET-Transistor? und wie es funktioniert

MOSFET

Un MOSFET (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) Es handelt sich um eine Art Feldeffekttransistor, der in der modernen Elektronik weit verbreitet ist. In diesem Fall interessiert uns die N-Kanal-Version, die bedeutet, dass die Mehrheit der Ladungsträger, die den Strom leiten, Elektronen (negative Ladungen) sind.

Wie Sie wissen, verfügt der MOSFET über drei Anschlüsse, wie im Bild oben zu sehen ist, z Gate, Drain und Source. Das heißt, die Steuerung zum Öffnen oder Schließen des Stromflusses, der durch den Kanal von der Quelle zum Abfluss fließt, wobei die Quelle der Ort ist, an dem der Strom eintritt, und der Abfluss, wo der Strom austritt.

Die Funktionsweise des N-Kanal-MOSFET basiert auf Erstellen eines leitenden Kanals zwischen Drain und Source durch Anlegen einer positiven Spannung an das Gate. Stellen Sie sich ein Sandwich vor: Eine Schicht aus Halbleitermaterial vom P-Typ (mit Löchern als Mehrheitsträgern) wirkt wie Brot, und zwischen diesen Schichten befindet sich eine Oxidschicht (Isolator) und eine Schicht aus Halbleitermaterial vom N-Typ (mit Elektronen als Träger). . mehrheitlich). Wenn an das Gate relativ zur Source eine positive Spannung angelegt wird, entsteht ein elektrisches Feld, das freie Elektronen aus dem N-Typ-Material zur Grenzfläche zwischen dem Oxid und dem P-Typ-Material zieht.

dieser Die Ansammlung von Elektronen in der Region nahe dem Gate bildet einen leitenden Kanal vom N-Typ. Dieser Kanal fungiert als Brücke zwischen Drain und Source und ermöglicht den Stromfluss. Durch Variieren der Spannung am Gate kann man die Breite des Kanals und damit die Strommenge steuern, die zwischen Drain und Source fließt. Wird die Gate-Spannung entfernt, verschwindet der Kanal und der Strom wird unterbrochen.

Wenn keine Spannung an das Gate angelegt wird, gibt es kein elektrisches Feld, das die Elektronen anziehen und den Kanal bilden könnte. Daher befindet sich das Gerät im ausgeschalteten Zustand und leitet keinen Strom. Durch Anlegen einer positiven Spannung an das Gate wird a elektrisches Feld, das Elektronen anzieht und bildet den Kanal. Je höher die Spannung, desto breiter der Kanal und desto größer der Strom, der fließen kann.

Stellen Sie sich den MOSFET als Schlauch vor. Die Tür ist wie ein Ventil, das den Wasserfluss (elektrischen Strom) steuert. Bei geschlossenem Ventil (keine Spannung an der Tür) kann kein Wasser fließen. Durch Öffnen des Ventils (Anlegen von Spannung) kann das Wasser ungehindert fließen. Die Menge des fließenden Wassers hängt davon ab, wie weit Sie das Ventil öffnen.

Wie Sie bereits wissen, werden diese MOSFET-Transistoren für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen verwendet und fungieren als schwache Signalverstärker, als Schalter für digitale Schaltkreise, als Wechselstrom-Wechselrichter oder als Motorsteuerung, was das Beispiel sein wird, das ich später geben werde. So können Sie die Geschwindigkeit und Richtung des Gleichstrommotors steuern.

Was ist IRF520?

irf520

El IRF520 Es handelt sich, wie bereits erwähnt, um einen unipolaren N-Kanal-MOSFET-Transistor. Es ist für relativ hohe Ströme und Spannungen ausgelegt. Aufgrund seiner Vielseitigkeit und Benutzerfreundlichkeit ist es ein sehr beliebtes Bauteil in der Elektronik.

Pinbelegung und technische Eigenschaften des IRF520

Die Technische Eigenschaften des IRF520 Sie variieren geringfügig je nach Hersteller und Version des Geräts. Hier finden Sie jedoch eine Zusammenfassung der typischen Spezifikationen, die Sie im Datenblatt finden:

  • Drain-Source-Spannung (Vds): Normalerweise beträgt sie 100 V, was bedeutet, dass sie einer Potenzialdifferenz von bis zu 100 Volt zwischen Drain und Source standhalten kann.
  • Kontinuierlicher Drainstrom (Id): etwa 9.2 A bei 25 °C, obwohl dies je nach Verlustleistung variieren kann.
  • Zündwiderstand: Normalerweise 0.27 Ohm. Dies ist der Widerstand zwischen Drain und Source, wenn der MOSFET vollständig eingeschaltet ist. Ein geringerer Widerstand bedeutet geringere Verlustverluste.
  • Gate-Source-Spannung (Vgs): Normalerweise beträgt sie 10 V, aber die Schwellenspannung (die Mindestspannung, die zum Einschalten des MOSFET erforderlich ist) ist niedriger.
  • Verlustleistung: ca. 60 W, für den Betrieb bei dieser Leistung ist jedoch ein geeigneter Kühlkörper erforderlich.
  • Verpackung: Normalerweise handelt es sich um ein TO-220-Gehäuse, ein übliches Kunststoffgehäuse für Leistungstransistoren.
  • Geringe Schaltverluste- Der IRF520 ist für sein schnelles Schalten bekannt, was bedeutet, dass er den Zustand (Ein/Aus) sehr schnell ändern kann, wodurch Leistungsverluste minimiert werden.
  • Hohe Zuverlässigkeit: Es handelt sich um ein robustes und zuverlässiges Gerät, ideal für Industrie- und Verbraucheranwendungen.
  • Einfach zu kontrollieren- Es kann mit digitalen Niederspannungssignalen gesteuert werden und ist daher mit Mikrocontrollern wie Arduino kompatibel.

Wie Transistoren hat es drei Pins oder Pinbelegung, das des Gates, der Source und des Drains. Wenn Sie den Transistor von seiner Vorderseite aus betrachten, d zentraler Stift Es kommt vom Drain oder 1, und 2 entspricht dem rechten, der die Quelle ist.

Formate und Bezugsquellen

IRF520-Modul

Zusatz ZU verpackung von denen ich bereits erwähnt habe, gibt es auch Module mit dem IRF520 die über größere Anschlussmöglichkeiten verfügen. Der Preis ist günstig und man findet es in vielen Elektronikgeschäften, auch bei Amazon:

Beispiel für die Verwendung des IRF520 mit Arduino

Arduino IRF520

Abschließend werden wir ein Beispiel hinzufügen Anwendung des IRF520 mit unserem Lieblingsboard, dem Arduino UNO. In diesem Fall wird ein HCMODU0083-Modul mit einem IRF520 verwendet, der als Steuerung für Gleichstrom- oder Gleichstrommotoren fungiert. Hier kann eine sehr präzise Steuerung mit der Technik von PWM-Impulsen durchgeführt werden und durch die Steuerung der variablen Eingangsspannung kann eine Steuerung der Motorgeschwindigkeit erreicht werden.

Die Schaltung zum Testen des IRF520 ist sehr einfach. Sie müssen lediglich die im vorherigen Bild gezeigte Schaltung mit einem Potentiometer, einer 9-V-Batterie und einem Motor erstellen. Was den Anschluss betrifft, verbinden wir die 5V-GND- und VCC-Ausgänge der Arduino-Platine mit dem Potentiometer und diese auch mit den entsprechenden GND- und VCC-Ausgängen des IRF520-Moduls sowie mit dem analogen Pin 3 des Arduino. Der SIG unseres Moduls wird zur Steuerung mithilfe von PWM-Impulsen direkt an Pin 9 der Arduino-Platine angeschlossen. Darüber hinaus muss man in unserem Fall auch Vin des Moduls an eine 9V-Batterie anschließen, obwohl es mit jeder 5- bis 24V-Batterie funktionieren würde. Abschließend wird die mit „Out“ gekennzeichnete Lasche am Modul mit V+ und V- an die beiden Klemmen des Motors angeschlossen.

/*
  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);
}


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