Kurs elektroniki II - #10 - tranzystory unipolarne (MOSFET)

[kaminski-tomek]

cześć, temat trudny, ale artykuł przystępny.

Zauważyłem literówkę:

Cytat

Z uwagi na ich popularność poniżej omówione zostały tzw. tranzystory z kanałem wzbogaconym, w których kanał powstaje po przyłożeniu napięcia między bramkę a źródło

Zdaje się, że chyba chodzi o kanał wzbogacany, a nie wzbogacony.

[Gieneq]

@kaminski-tomek tak zgadza się, gratuluję spostrzegawczości 🙂 

[mn860618]

Witam, proszę o sprawdzenie. Wszystkie cztery BS170 przepuszczają po podłączeniu do masy rezystorem 100R.

https://drive.google.com/file/d/1--Oho1WNjM2vziddhJMJO11GTMGU5dh6/view?usp=drivesdk

 

 

[Gieneq]

@mn860618 masz zamienione wyprowadzenia - obróć element o 180*

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[mn860618]

2 godziny temu, Gieneq napisał:

@mn860618 masz zamienione wyprowadzenia - obróć element o 180*

lol działają 3, jeden uszkodzony...dzięki za podpowiedź.

 

[mn860618]

Dnia 8.07.2019 o 17:19, Treker napisał:

@husadam5 witam na forum 🙂 Ta ilustracja nie była przygotowywana z myślą o takich szczegółach, ale można tutaj założyć, że izolator znajduje się w miejscu, które zaznaczyłeś numerem 1.

Hej, Treker bardzo zainteresowało mnie działanie tego tranzystora a ten schemat działania który podlega dyskusji jeszcze bardziej chyba mi się rozjaśniło mam pytanie jak można by nazwać przyciąganie tych elektronów przez bramkę G do krawędzi tego izolatora bo rozumie że tak właśnie się to dzieje.One skupiają się przy ścianie która jest stworzona z izolatora a po drugiej stronie są ładunki dodatnie + W ten sposób tworzy się ten kanał pomiędzy DS drenem i źródłem. Coś jak zjawisko dotyczące kondensatora, ładunki się gromadzą ale izolator je oddziela 

[mn860618]

Dnia 27.02.2021 o 00:12, Daro_P napisał:

@Gieneq dzięki za rozjaśnienie sytuacji. Apropos rezystora to zastosowałem go między G, a S, rezystor 470K. Początkowo układ funkcjonował prawidłowo, byłem zachwycony, ale dziś na przykład przystąpiłem do ostatecznego lutowania i okazało się, że tranzystor nie przełącza w ogóle, nieźle się nagłowiłem żeby rozkminić kwestię i okazało się, że tranzystor zaczął działać prawidłowo dopiero usunięciu tego właśnie rezystora 470K i o dziwo przełącza się zupełnie prawidłowo mimo jego braku. Coś źle poskładałem? Będzie dobrze jak zostawię bez tego rezystora ?

 

Nie wiem ale czy nie wystarczy podłączyć G do masy rezystorem 100R chyba szybciej się rozładuje... Niż 470K hardkorowy rezystor=hardkorowo długie rozładowywanie... Chyba wg. mnie.

[pt12lol]

Mam problem ze zrozumieniem pojęcia "prądu", w szczególności "pobierania prądu". Chciałbym po drodze przedstawić swoje zrozumienie tematu prądu ogólnie i prosić o weryfikację lub potwierdzenie, że rozumuję prawidłowo.

1. Rozumiem czemu diodka się spala kiedy podłączamy ją bezpośrednio do baterii. Z Prawa Ohma mamy, że opór jest odwrotnie proporcjonalny do natężenia. Bateria generuje z grubsza stałe napięcie, więc prąd w obwodzie zależy tylko od rezystancji. Rezystancja dąży do zera, więc odwrotnie proporcjonalny prąd dąży do nieskończoności. Prąd dążący do nieskończoności mnożymy przez z grubsza stałe niezerowe napięcie i mamy moc jeszcze również dążącą do nieskończoności, co przekłada się na generowane ciepło spalające diodę.

2. Podobny efekt do #1 uzyskamy na zwarciu biegunów baterii, tylko że zaczną się fajczyć przewody, izolacje na nich i cokolwiek do czego one dotykają.

3. Przy okazji #2 (tak mi się kiedyś przez przypadek popaliły izolacje i w sumie nie tylko izolacje...) zauważyłem, że gwałtownie obniża się napięcie baterii. Zauważam zależność: mały opór w obwodzie implikuje duży pobór prądu, co implikuje szybsze obniżanie napięcia. Biorąc pod uwagę fakt, że bateria niepodłączona do układu jest wystawiona na opór dążący do nieskończoności, więc nie wyczerpuje się wcale, ma to dalej sens. Jest to na nieistniejący chłopski rozum logiczne i jestem w stanie ten fakt zaakceptować. Aczkolwiek o ile zależność "mały opór - duży pobór prądu" rozumiem z Prawa Ohma, o tyle nie rozumiem skąd szybsze obniżanie napięcia baterii (szybsze niż w przypadku podłączenia rezystora). I dlaczego napięcie w baterii się w ogóle obniża? To również jest intuicyjne, bowiem w przeciwnym razie byłoby to perpetum mobile, ale nie rozumiem teorii jaka za tym stoi.

4. W cz. 1 kursu absolutnie rewelacyjnie napisaliście, że zadaniem rezystora jest grzanie się. Kupuję to w stu procentach! Natomiast kłóci się to trochę z moim zrozumieniem i doświadczeniem z #1, #2 i #3. We wszystkich tych przypadkach przy małej rezystancji w obwodzie generowała się duża moc i ciepło doprowadzające wręcz do pożarów diodek, kabli i wszystkiego w ich zasięgu.

5. Widziałem kiedyś na yt jak ktoś robił z ołówka lutownicę po prostu podłączając grafit do baterii. Z ćwiczeń w 1 cz. kursu wynika, że grafit ma duży opór. Pasuje to do wyjaśnienia "opornik się grzeje", zaś nie pasuje do moich doświadczeń z paleniem diód i kabli podłączanych bezpośrednio do baterii. Jakie zjawisko tu działa?

W przypadku Arduino i silnika sytuacja się odwraca. Nie płonie to co jest prądem zasilane, ale płonie źródło prądu. Dlaczego? Co to oznacza, że "silnik pobiera duży prąd"? Jak to się ma do #1-#5? Czy to ma coś do rezystancji silnika? Dlaczego dioda pobiera mały prąd (bo nią sterowałem z GPIO i wszystkie moje kontrolery ciągle działają)? Co jeśli silnik podłączymy do baterii? Dlaczego silnik bezpiecznie można połączyć ze stałym źródłem prądu z Arduino? Czy połączenie ze stałym źródłem prądu z Arduino z pominięciem tranzystora będzie spalało Arduino? Dlaczego?

Słyszałem również o pojęciu impedencji. Czym różni się impedencja od rezystancji? W różnych wyjaśnieniach "urządzeń pobierających prąd" (których nie rozumiem) wydaje mi się, że temat impedencji był w tym kontekście poruszany.

Edytowano Maj 25, 2022 przez pt12lol

[trainee]

57 minut temu, pt12lol napisał:

Z Prawa Ohma mamy, że opór jest odwrotnie proporcjonalny do natężenia.

Prawo Ohma w oryginalnej postaci mówi, że prąd jest wprost proporcjonalny do napięcia, a stała, będąca właściwością obwodu, która jest współczynnikiem tego stosunku, to opór. Do celów obliczeń można te wzory przekształcać, ale, jeśli napisać to tak, jak napisałeś, to brzmi, jakbyś mógł regulować opór poprzez jakąś kontrolę nad napięciem i prądem jednocześnie, co nie jest prawdą.

57 minut temu, pt12lol napisał:

Rezystancja dąży do zera, więc odwrotnie proporcjonalny prąd dąży do nieskończoności. Prąd dążący do nieskończoności mnożymy przez z grubsza stałe niezerowe napięcie i mamy moc jeszcze również dążącą do nieskończoności, co przekłada się na generowane ciepło spalające diodę.

Wprawdzie diody święcącej nie da się zamienić modelem w postaci stałego (czyt. liniowego) oporu, to nie jest ona zwarciem w obwodzie. Płynący przez nią prąd jest zamieniany na światło (i odrobinę ciepła przy okazji, bo nic nie jest idealne), co w tutejszym kursie elektroniki jest opisane występowaniem spadku napięcia na diodzie. Niemniej jednak im większe napięcie do niej przyłożysz, tym większy prąd popłynie i jeśli przekroczysz jej parametry katalogowe, to owszem, ciepło, po diodzie.

Jeszcze co do mocy dążącej do nieskończoności, to ta matematyka w praktyce jest przesadą, bo wszystko ma swoją rezystancję, w tym przewody.

57 minut temu, pt12lol napisał:

Rozumiem czemu diodka się spala kiedy podłączamy ją bezpośrednio do baterii.

Zatem nie, nie spala się przy podłączeniu bezpośrednio do baterii, a do źródła o zbyt dużym napięciu. Jeśli podłączysz np. diodę zieloną, taką jak w opisie kursu, bezpośrednio do popularnej 3-woltowej pastylki CR2032, to nic się jej nie stanie.

Uwaga: Ja się zasadniczo nie znam, więc wszystko co napisałem, może rozmijać się z prawdą. 🙂

PS Zadałeś tak dużo pytań, że na pierwszym oddechu odpowiem tylko na punkt pierwszy. Może się zbiorę do dalszych, a może jednak pozostawię to bardziej kompetentnym kolegom, w nadziei, że choć trochę im pracy zmniejszyłem.

Edytowano Maj 25, 2022 przez trainee

[pt12lol]

@trainee dzięki za odpowiedź! Super, że się czepiasz (bez ironii), bo w moim rozumieniu tych trzech pojęć ewidentnie coś nie trybi.

10 godzin temu, trainee napisał:

jeśli napisać to tak, jak napisałeś, to brzmi, jakbyś mógł regulować opór poprzez jakąś kontrolę nad napięciem i prądem jednocześnie, co nie jest prawdą.

Jest to bardzo intuicyjne.

10 godzin temu, trainee napisał:

Jeszcze co do mocy dążącej do nieskończoności, to ta matematyka w praktyce jest przesadą, bo wszystko ma swoją rezystancję, w tym przewody.

Tak, wiem. Zmieńmy więc może pojęcia "dążący do zera" na "pomijalny" i "dążący do nieskończoności" na "bardzo duży". To będzie lepsze? Ja sobie o tym w ten sposób myślę, bo bardziej ogarniam matematykę niż fizykę.

10 godzin temu, trainee napisał:

Zatem nie, nie spala się przy podłączeniu bezpośrednio do baterii, a do źródła o zbyt dużym napięciu. Jeśli podłączysz np. diodę zieloną, taką jak w opisie kursu, bezpośrednio do popularnej 3-woltowej pastylki CR2032, to nic się jej nie stanie.

Tu mnie masz! To ok, pierwsze pytanie jakie mi się tu nasuwa to czy dioda spali się jeśli podłączę ją do dwóch połączonych szeregowo baterii AA/AAA?

Jeśli nie, to pierwszy wniosek jaki mi się nasuwa jest taki, że przy zmianie napięcia zmienia się skala oporu, który jest pomijalny i teraz opór wewnętrzny baterii plus opór elektrod diody jest wystarczającym "amortyzatorem" prądu w tym układzie, aby dioda się nie przepalała. Z drugiej strony to nie ma dla mnie za dużo sensu, bo za bardzo nie zmienia się skala napięcia.

Jeśli nie, to zakładam, że baterie płaskie od baterii podłużnych różnią się jeszcze jakimś istotnym w tym kontekście parametrem. Natężeniem/mocą?

I tu w zasadzie kolejna kwestia, której nie rozumiem: dlaczego zasilacze oznaczane są napięciem i mocą/natężeniem? No i czy to oznacza, że GPIO Arduino dające odpowiednio duże natężenie nie przepalałoby się i uciągnęłoby silnik podłączony do niego? I jeśli cechą źródła zasilania jest zarówno napięcie jak i natężenie, to gdzie tu jest miejsce na Prawo Ohma?

Edytowano Maj 26, 2022 przez pt12lol

[trainee]

Dnia 26.05.2022 o 08:58, pt12lol napisał:

Zmieńmy więc może pojęcia "dążący do zera" na "pomijalny" i "dążący do nieskończoności" na "bardzo duży". To będzie lepsze?

Będzie. Ta pomijalność jest tu kwestią skali. Przykładowo w dziale o cewkach jest opisany pomiar oporu cewki i tam w pierwszej kolejności mierzony jest opór przewodów. Bo w tym wypadku ma to znaczenie.

Metr przewodu miedzianego o średnicy 1 mm będzie miał opór ok. 0,021Ω, więc jeśli podłączyć go do źródła napięcia 1,5V, teoretyczny prąd jaki by mógł płynąć, to ok. 71A. Jest faktycznie bardzo duży, ale, co widać, daleki nieskończoności.

Dnia 26.05.2022 o 08:58, pt12lol napisał:

Tu mnie masz! To ok, pierwsze pytanie jakie mi się tu nasuwa to czy dioda spali się jeśli podłączę ją do dwóch połączonych szeregowo baterii AA/AAA?

Nie ma różnicy czy to paluszek, pastylka czy zasilacz. Rzecz leży w napięciu przyłożonym do diody. Nie samym rezystorem żyje człowiek. W kursie jest animacja:

Można by tu zamienić parę baterii 9V i rezystora regulowanym zasilaczem laboratoryjnym. A wykres to charakterystyka prądowo-napięciowa. Mówi ona o tym, ile prądu dioda przez siebie przepuści przy danym na jej nóżkach napięciu. Także to sama dioda ogranicza prąd przepływający przez obwód.

Jeśli uwzględnisz istnienie prawa Kirchhoffa, to do baterii 9V możesz też bezpiecznie podłączyć trzy LED-y połączone ze sobą szeregowo, a do zasilacza z wyjściem 5V - dwie. Bez dodawania rezystora.

Dnia 26.05.2022 o 08:58, pt12lol napisał:

Jeśli nie, to pierwszy wniosek jaki mi się nasuwa jest taki, że przy zmianie napięcia zmienia się skala oporu, który jest pomijalny i teraz opór wewnętrzny baterii plus opór elektrod diody jest wystarczającym "amortyzatorem" prądu w tym układzie, aby dioda się nie przepalała. Z drugiej strony to nie ma dla mnie za dużo sensu, bo za bardzo nie zmienia się skala napięcia.

Mam nadzieję, że to wyjaśnienie wyżej wystarcza, byś wiedział, że to zła droga rozważań. To po prostu dioda, sama z siebie.

Dnia 26.05.2022 o 08:58, pt12lol napisał:

I tu w zasadzie kolejna kwestia, której nie rozumiem: dlaczego zasilacze oznaczane są napięciem i mocą/natężeniem?

Bo źródła zasilania charakteryzują się maksymalną mocą jaką są w stanie wyprodukować. A moc w wypadku prądu stałego to P = U * I. Jeżeli masz zasilacz opisany jako 5V i 2A, to da radę zasilić obwód, który maksymalnie 2A pobierze. Czyli jego P_max = 5V * 2A = 10W. Więcej nie pociągnie.

A co się stanie jak spróbujesz ciągnąć trochę więcej? Na tyle na ile naoglądałem się testów w temacie, to w zasilaczach impulsowych spowoduje to obniżenie napięcia, bo nie będzie już w stanie utrzymać 5V, co wynika ze wzoru na moc - skoro więcej niż 10W nie może a prąd rośnie, no to musi być napięcie niższe.

PS To będzie bardzo nierówna "walka" jeśli odpowiedź na każde pytanie będzie generować kolejnych kilka pytań! Niczym Hydra. 🙂

Edytowano Maj 27, 2022 przez trainee

[pt12lol]

No dobra @trainee, postaram się wstrzymać konie 😉 Powoli mi układasz to wszystko w głowie. Z niecierpliwością czekam na kolejne odpowiedzi 🙂 Dzięki wielkie!

[pt12lol]

@trainee będzie ciąg dalszy? Bo już się nie mogę doczekać 😉

[trainee]

@pt12lol, na szybko mogę jedynie jeszcze w kwestii baterii i napięcia naprowadzić Cię na hasła "siła elektromotoryczna ogniwa" czy "opór wewnętrzny". Wydaje mi się, że gdzieś w kursach było coś co najmniej o oporze wewnętrznym.

Może warto, żebyś teraz pojedynczo zadawał pytania, które Cię jeszcze nurtują, co ułatwi udzielenie odpowiedzi przez tych doświadczonych czytelników Forum.

[s44]

Spróbowałem zbudować multiwibrator asynchroniczny na bazie tranzystorów MOSFET, za każdym razem świecą mi obie diody. Co mogło pójść nie tak?