Skocz do zawartości
Komentator

Kurs elektroniki II - #5 - tranzystory unipolarne (MOSFET)

Pomocna odpowiedź

Mam pytanie odnośnie budowy tranzystora.
image.thumb.png.0259a8c9efedbf462c81e7c625ec6506.png

Kiedy mówimy, że podłoże jest domieszkowane typem p, to chodzi nam o tę niebieską część, czarną część, czy może obie?

Czy to czarne jest elektrodą? Jeśli tak, to czy taką samą jak bramka, dren i źródło?

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

@Emerid obawiam się, że nie ma większego sensu "aż tak dokładnie" analizować budowy tranzystora w kontekście tak prostej ilustracji. To nie jest dokładne przedstawienie wewnętrznej struktury tranzystora, taki temat znacznie, znacznie wykracza poza tematykę tego kursu (i ogólnie poruszanych tutaj zagadnień). Jeśli jesteś zainteresowany taką analizą to na pewno znajdziesz całkiem sporo naukowej literatury, która omawia całą teorię. Do tego na YT odnajdziesz filmiki dedykowane tyko budowie tranzystorów np.: https://www.youtube.com/watch?v=7ukDKVHnac4

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
(edytowany)

Ja na szczęscie miałem w komplecie 4 MOSFETy.  Dwa "udało" mi się zepsuć albo były zepsute.... Dopiero trzeci zadziałał prawidłowo...

Moje obserwacje dotyczące zepsutych (?) mosfetów:

oporność źródło - dren w obu kierunkach taka sam (ok. 1 k w jednym i 400R w drugim). Zakładam, że oznacza to ich przebicie?

Mam jeszcze jedno pytanie - nie wiem czy dobrze rozumuję, ale chyba można wykorzystać MOSFETY do załączania prądu o wyższym napięciu niż napięcie używane do sterowania? Np. do załaczenia zasilania 12V do listwy LED albo silnika za pomocą wyjścia Arduino? Wykonałem symulację online i wygląda na to, że działa:

 

145726141_MOSFETdosilnika.thumb.PNG.9101e4d53ea2d749eb6a603697372bbd.PNG

Uprzejmie proszę o komentarz odnośnie takiego zastosowania.... Wolałbym nie spalić Arduino.... (oczywiście w tym wypadku Arduino jest "udawane" przez przełącznik i zasilacz 5V).

Edytowano przez Lukasz1979

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
Dnia 21.12.2019 o 21:46, Lukasz1979 napisał:

Mam jeszcze jedno pytanie - nie wiem czy dobrze rozumuję, ale chyba można wykorzystać MOSFETY do załączania prądu o wyższym napięciu niż napięcie używane do sterowania? Np. do załaczenia zasilania 12V do listwy LED albo silnika za pomocą wyjścia Arduino?

Oczywiście, to jedno z popularnych zastosowań takich tranzystorów 🙂 Zerknij do kursu Arduino, konkretnie tutaj (znajdziesz tam podobny przykład): Kurs Arduino II – #3 – syrena alarmowa, MOSFET w praktyce

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
(edytowany)

witam

Czy można rozwinąć to zdanie: "W przypadku częstego przełączania (np. realizując regulację mocy za pomocą PWM), takie udary mogą wręcz przegrzać układ scalony sterujący bramką.".  Jest to fragment z Kurs elektroniki II – #5 – tranzystory unipolarne (MOSFET)

Nie bardzo to rozumiem. Jak się przed tym zabezpieczyć?

Edytowano przez mariuszb

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

To dość zawiły temat (jak na ten etap nauki), więc nie zajmowaliśmy się nim dokładniej i szczerze mówiąc na tym etapie nie trzeba się tym mocno przejmować. W skrócie chodzi o to, że przeładowywanie pojemności wymaga "przepchania" przez nie większego prądu, przy częstych zmianach sygnału (jak np. PWM) może to być szkodliwe dla układu sterującego tranzystorem (jeśli nie zostanie odpowiednio dobrany). Ciężki jest to jednak wytłumaczyć w takiej krótkiej formie. Zapisałem sobie tę kwestię, aby ją rozwinąć w jakimś przyszłym artykule - wtedy wszystko powinno być jasne. Dzięki za zwrócenie uwagi na ten fragment 🙂

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
(edytowany)

Witam, moje wnioski:

1. schemat wyprowadzeń oznaczeń BS170 jest błędny, chodzi mi o rzut tranzystora od dołu, źródło na nim zamienione jest miejscami z drenem przez co najpierw złożyłem układ błędnie, nie wychodziło mi nic i czułem się kompletnie zmieszany i nie zrozumiałem kompletnie "lekcji"

2. nie zauważyłem również praktycznie żadnych zmian w pomiarach niezależnie od rezystora, w moim przypadku prąd buzera to zawsze było 3,6 mA a napięcie dren źródło Uds to zawsze 5,2 mV niezależnie od rezystora

Nie wiem czy wszystko dobrze zrozumiałem ani jaki morał z tej lekcji... tzn rozumiem że niezależnie od opornika napięcie na bramce jest takie samo ponieważ przez bramkę nie płynie żaden prąd, można by to porównać do swoistego dzielnika napięcia, niezależnie od opornika przy bramce ta nie jest w żaden sposób połączona z GND więc opór tego "rezystora" to nieskończoność czyli całe napięcie zasilania jest niejako przykładane do bramki. No w sumie chyba teraz dopiero pisząc to załapałem o co chodzi, cały plus takiego rozwiązania to brak strat w układzie ponieważ tranzystor sterowany jest samym potencjałem bez udziału prądu więc nie tracimy mocy na sterowanie, no prawie bo jest minimalna strata na samym złączu dren-źródło.

mos-650x572.png

PS. Jest coś co mnie strasznie wkurza w nazewnictwie i oznaczeniach nawet schematach elementów elektronicznych. Przyjmuje się że prąd biegnie/porusza się od + do - podczas gdy głównym "nośnikiem" prądu są elektrony które w rzeczywistości poruszają się zupełnie odwrotnie i to wszystko jest strasznie beznadziejnie nieintuicyjne biorąc pod uwagę np. schemat diody (sugeruje przepływ od + do -) a nazewnictwo np. wyprowadzeń z tranzystorów dren (coś co wyciąga/wciąga/odprowadza) i źródło (coś co powinno dawać potencjał) sugeruje że przepływ prądu jest zupełnie odwrotnie przez co masz chęć podłączać taki tranzystor zgodnie z intuicją (źródło do + a dren do - żeby zachować ten założony kierunek prądu), czyli odwrotnie niż się należy, tak wiem że oprócz elektronów są jeszcze np. "dziury", chodzi mi tylko o to że jest to nieintuicyjne na tyle ze musiałem dać upust mojej frustracji.

Edytowano przez MrAurok
frustracja
  • Lubię! 1

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
2 godziny temu, MrAurok napisał:

1. schemat wyprowadzeń oznaczeń BS170 jest błędny, chodzi mi o rzut tranzystora od dołu, źródło na nim zamienione jest miejscami z drenem przez co najpierw złożyłem układ błędnie, nie wychodziło mi nic i czułem się kompletnie zmieszany i nie zrozumiałem kompletnie "lekcji"

@MrAurok gratuluję czujności, że też przez tyle lat nikt na to nie zwrócił uwagi! W kursie elektroniki poziom I jest poprawna wersja, a tutaj wkradła się jakaś stara, zamieniona wersja. Wersja z kursu elektroniki, poziom I:

kurs_elektroniki_tranzystory_mosfet_pinoutbs170_v2.png

Dzięki za zgłoszenie, w poniedziałek zaktualizuję co trzeba 🙂

2 godziny temu, MrAurok napisał:

PS. Jest coś co mnie strasznie wkurza w nazewnictwie i oznaczeniach nawet schematach elementów elektronicznych. Przyjmuje się że prąd biegnie/porusza się od + do - podczas gdy głównym "nośnikiem" prądu są elektrony które w rzeczywistości poruszają się zupełnie odwrotnie i to wszystko jest strasznie beznadziejnie nieintuicyjne biorąc pod uwagę np. schemat diody (sugeruje przepływ od + do -) a nazewnictwo np. wyprowadzeń z tranzystorów dren (coś co wyciąga/wciąga/odprowadza) i źródło (coś co powinno dawać potencjał) sugeruje że przepływ prądu jest zupełnie odwrotnie przez co masz chęć podłączać taki tranzystor zgodnie z intuicją (źródło do + a dren do - żeby zachować ten założony kierunek prądu), czyli odwrotnie niż się należy, tak wiem że oprócz elektronów są jeszcze np. "dziury", chodzi mi tylko o to że jest to nieintuicyjne na tyle ze musiałem dać upust mojej frustracji.

Kierunek płynięcia prądu jest umowny, nie warto zbytnio się tym "przejmować", bo tylko sobie utrudnisz. Trzeba się niestety do tego przyzwyczaić i z czasem będzie to dla Ciebie zupełnie normalne 🙂

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Pomiar 1

Uwe=6,5 V

R=100 Om

UR=0,33 V

URB=6,07 V

UDS=0 V

UGS=6,05 V

UDG=6,09 V

I=3,41 mA

 

Pomiar 2.

Uwe=6,5 V

R=10k Om

UR=4,14 V

URB=1,38 V

UDS=0,92 V

UGS=2,3 V

UDG=1,39 V

I=4,11 mikroA

 

Pomiar 3.

Uwe=6,5 V

R=1M Om

UR=4,79 V

URB=0 V

UDS=1,17 V

UGS=1,67 V

UDG=0,5 V

I=0 A

 

Wnioski: Przy najmniejszym z rezystorów 100 om, napięcie pomiędzy bramką a źródłem było największe co pozwoliło na maksymalne otwarcie kanału dren-źródło. Wtedy też był największy pobór prądu buzzera.

Natomiast największy rezystor (1 M om), spowodował największy spadek napięcia na nim, przez co napięcie pomiędzy bramką a źródłem było niewystarczające do otwarcia kanału i nie pojawił się pobór prądu na buzzerze.

Tak powinno być, czy popełniłem gdzieś błąd?

Bez tytułu.png

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

@FilipS fajnie że przyłożyłeś się do tego zadania, choć robienie pomiarów może być nużące to ma sporą wartość edukacyjną. Faktycznie w tranzystorze tego typu napięcie na bramce steruje prądem i potwierdzają to pomiary. Nie mam jak ich sprawdzić ale widać że prąd jest znacznie mniejszy i rząd wielkości jest dobry.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

W końcu miałem okazję zrobić kolejny temat kursu. Trochę trudny ale  bardzo przydatny😄

 

  • Lubię! 2

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

@Zuraw fajnie że się udało 🙂 powodzenia z kolejnymi częściami!

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Skoro tranzystor posiada diodę pasożytniczą,  to jest sens montować diodę zabezpieczająca przekaźnik? 

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
(edytowany)
Dnia 28.05.2020 o 21:02, sredni napisał:

Skoro tranzystor posiada diodę pasożytniczą,  to jest sens montować diodę zabezpieczająca przekaźnik? 

Cześć,

Tak, bo dioda bocznikująca przekaźnik tłumi napięcia generowane na cewce przekaźnika nie tylko po to by chronić tranzystor sterujący. Tam powstają impulsy dochodzące czasami do 1kV i mogą poprzez ścieżki zasilające rozchodzić się po układzie jako zakłócenia. I takie napięcie powinna dioda wytrzymywać. Mało tego, ta dioda powinna być jak najbliżej cewki przekaźnika. I mówimy o układach z cewką zasilaną prądem stałym oczywiście bo dla cewek zasilanych prądem przemiennym są układy R-C, ale to inna historia i inny kurs ;). Dioda oczywiście wśród wielu zalet wprowadza do układu pewną wadę. Jest nią opóźnione wyłączanie przekaźnika, jeżeli w danym układzie istotnym parametrem jest szybkie wyłączenie, to możemy na schematach zobaczyć dodatkowy rezystor szeregowo z diodą lub inne nieco bardziej złożone układy.  Sama dioda jest najczęściej stosowanym rozwiązaniem wygaszania tego indukowanego na cewce napięcia.

Schemat, który widzimy w tej części kursu jest znakomity dla zobrazowania działania tranzystora jako przełącznika.  Ale jak ktoś już zauważył powyżej w komentarzu bywa kłopotliwy. Jeżeli układ sterujący bramką tranzystora odłączy ją od źródła napięcia ( tym przypadku rezystor), ale nie zadba o rozładowanie pojemności wejściowej, to tranzystor nie chce się szybko wyłączyć.  Tranzystory bardzo dużej mocy osiągają pojemności bramki rzędu nawet 40-50nF. A, że rezystancja wejściowa jest bardzo duża, to sama struktura tranzystora nie chce tej pojemności rozładować.  W praktyce najczęściej włącza się rezystor rozładowujący bramkę do masy. Czyli na schemacie z praktycznego punku widzenia brakuje rezystora od bramki do masy włączonego na stałe, o koniecznie dużo większej oporności niż rezystor zasilający bramkę. W kursie jest przykładowy schemat na układzie NE555 sterujący mosfetem. Tam, rezystora ściągającego bramkę do masy jednak nie ma, a schemat jest prawidłowy. Dlaczego? Dlatego, że wewnątrz NE555 jest tranzystor pełniący rolę zwierania wyjścia do masy, gdy wyjście jest w stanie niskim.

Dnia 30.12.2019 o 10:00, mariuszb napisał:

Czy można rozwinąć to zdanie: "W przypadku częstego przełączania (np. realizując regulację mocy za pomocą PWM), takie udary mogą wręcz przegrzać układ scalony sterujący bramką.".  Jest to fragment z Kurs elektroniki II – #5 – tranzystory unipolarne (MOSFET)

Nie bardzo to rozumiem. Jak się przed tym zabezpieczyć?

Grzanie układów sterujących następuje gdy szybko musimy tą pojemność wejściową tranzystora naładować i rozładować. Rozładowany kondensator dla prądu stałego stanowi praktycznie niemal zwarcie, bardzo krótkie ale jednak. Bo w miarę jego ładowania płynie coraz mniejszy prąd.  Nie mówimy tu o miganiu diodą 100 razy na sekundę. Ale w układach, gdzie  tranzystor przełącza obwód np. setki tysięcy i więcej razy na sekundę, to żeby móc zrobić to z taką szybkością należy na bramkę podać odpowiednie napięcie i przede wszystkim zapewnić odpowiedni prąd. Brzmi to paradoksalnie, bo przecież mosfet sterowany jest napięciem podawanym na bramkę przy prawie żadnym prądzie do tego potrzebnym. Więc w ramach tego kursu wystarczy tylko informacja, że życie zna takie przypadki, ale nie dla mosfeta jako przełącznika  diody czy  buzera lub włącznika zasilana 😉 Jestem przekonany, że w układach na poziomie początkującego elektronika nie będzie potrzeby zabezpieczania się przed grzaniem układu sterującego mosfetem. 

pozdrawiam

Edytowano przez Jawi
  • Lubię! 1

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
(edytowany)

Nie ogarniam czegoś. Albo mam uszkodzony tranzystor (chociaż nic na to nie wskazuje), albo źle robię pomiary bo są od czapy.

Generalnie podłączam do Gateway 3 rezystory: 100, 10k i 1M. Podłączenie ich do plusa powoduje, że buzer piszczy, do minusa przestaje. Odpięcie ich w trakcie gdy zasilanie jest włączone powoduje że cały czas buzzer piszczy + wyłączenie i ponowne podłączenie zasilania nie zmienia tego faktu, aż do momentu w którym nie podłączę Gateway do uziemienia.

Jeśli dobrze rozumiem zadanie to tak powinno być i oznacza to, że tranzystor działa poprawnie. Dla pewności sprawdziłem też na drugim i zachowuje się tak samo.

Aby ułatwić sobie pomiary i nie słyszeć ciągłego piszczenia, zdecydowałem się podmienić buzzer na diodę + rezystor. Powodem było to, że pomiary jakie otrzymywałem przy buzzerze były inne niż to co pisali inni. Wykonywałem je na szybko bo buzzer jest naprawdę głośny i nie chcę też przy otwartych oknach denerwować sąsiadów. Dlatego podmieniłem go potem na układ dioda+rezystor. Zdjęcia mojego układu:
1475354454_IMG_20200705_2026161.thumb.jpg.d6e73d202131936c8de9b13c93387d53.jpg
458587563_IMG_20200705_2026421.thumb.jpg.5cc1f9dbd6d67da0a8fbee201f861706.jpg

Rezystor 100 podłączony do plusa (układ pierwszy):

Uwej = 6,48 [V]
"Buzzer" {
    Urezystor+dioda = 6,49 [V]
    Urezystor = 4,63 [V]
    Udioda = 1,86 [V]
}
UR = 0,0 [V]
UD-S = 0,0 [V]
UG-S = 6,52 [V]
UD-G = 6,52 [V]

Idioda-dren = 0,45 [mA]
Isource-gdn = 0,45 [mA]
IRezystor-Gateway = 0,0 [mA]

Rezystor 100 podłączony do minusa (układ drugi):

Uwej = 6,48 [V]
"Buzzer" {
    Urezystor+dioda = 0,0 [V]
    Urezystor = 0,0 [V]
    Udioda = 0,0 [V]
}
UR = 0,0 [V]
UD-S = 5,04 [V]
UG-S = 0,0 [V]
UD-G = 5,04 [V]

Idioda-dren = 0,0 [mA]
Isource-gdn = 0,0 [mA]
IRezystor-Gateway = 0,0 [mA]

Nie rozumiem dlaczego zawsze napięcie na rezystorze (tym z układu, nie tym dodanym przeze mnie) jest zerowe.

Pomiary dla pozostałych rezystorów (Pomijam Uwej i mój "Buzzer" bo wartości się nie zmieniły):

Rezystor 10k - układ pierwszy:

UR = 0,0 [V]
UD-S = 0,0 [V]
UG-S = 6,52 [V]
UD-G = 6,52 [V]

Idioda-dren = 0,45 [mA]
Isource-gdn = 0,45 [mA]
IRezystor-Gateway = 0,0 [mA]

Rezystor 10k - układ drugi:

UR = 0,0 [V]
UD-S = 5,04 [V]
UG-S = 0,0 [V]
UD-G = 5,04 [V]

Idioda-dren = 0,0 [mA]
Isource-gdn = 0,0 [mA]
IRezystor-Gateway = 0,0 [mA]

Rezystor 1M - układ pierwszy:

UR = 0,0 [V]
UD-S = 0,0 [V]
UG-S = 5,93 [V]
UD-G = 5,93 [V]

Idioda-dren = 0,45 [mA]
Isource-gdn = 0,45 [mA]
IRezystor-Gateway = 0,0 [mA]

Rezystor 1M - układ drugi:

UR = 0,0 [V]
UD-S = 5,04 [V]
UG-S = 0,0 [V]
UD-G = 4,6 [V]

Idioda-dren = 0,0 [mA]
Isource-gdn = 0,0 [mA]
IRezystor-Gateway = 0,0 [mA]

PS. Zastanawiam się czemu dopiero teraz, a nie już w pierwszej części kursu wspomnioano o tym jak łatwo uszkodzić tranzstory unipolarne i że warto stosować folię. Fajnie jakby się pojawiło jakieś zdjęcie jak to się robi w praktyce bo szczerze mówiąc do końca nie czaję o co z nią chodziło i jak ją "zastosować".

Edytowano przez szakal11

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Gość
Dołącz do dyskusji! Kliknij i zacznij pisać...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.


×
×
  • Utwórz nowe...