برای حمایت از من با نرم افزار گذر از تحریم در یوتیوب تماشا کنید.

1


در تصویر بالا هر دو قطعه ترانزیستور هستند اما تفاوت اونها در چیه؟!
BJT برای عبور جریان های پایین ساخته شده یعنی کمتر از یک آمپر و MOSFET برای عبور جریان های بالا ساحته شده که این اولین تفاوت اونها میتونه باشه.

عکس زیر شجرنامه ای از ترانزیستور هاست:

TOW
MOSFTE متعلق به یک بخش از خانواده ترانزیستورهای اثر میدان هست که FET نامیده میشه و زیر مجموعه اون JEFT، MOSFET، و IGBT قرار داره. JFET ها و  BJT  ها عملکرد مشابه ای دارن اما تمرکز ما در این ویدیو روی ماسفت هاست که دو نوع دارن نوع کاهشی یا تخلیه‌ای (Depletion-mode MOSFET) و نوع افزایشی (Enhancement-mode MOSFET).

ماسفت در نوع تخلیه ای به شکل سوئیچ معمولی کار میکنه و وقتی بهش ولتاژ اعمال نشه میتونیم برای عبور جریان ازش استفاده بکنیم؛ در واقع با اعمال ولتاژ عمل ماسفت مثل کلید باز میشه و از خودش جریان رو عبور نمیده.

3

ماسفت در نوع افزایشی مثل یه مقاومت کار میکنه در دو نوع N-channel و P-channel وجود داره. جالبه که رایج ترین ترانزیستور ها هم در نوع N-channel همین خانواده هستند و ما قراره در مورد اونها صحبت بکنیم.
تو تصویر زیر شما یه ترانزیستور از نوع N-channel رو مشاهده میکنید.

4  

هینطور که در تصویر بالا میبینید ماسفت کانال N  ما از سه پایه گیت(دوازه)، سورس(منبع)و درین(تخلیه) تشکیل شده. قسمت لازم به ذکر اینجاست که حالت اثر میدانی ماسفت (FIELD EFFECT) باعث شده که با ولتاژ کار بکنه که در مقابل BJT با جریان کار میکنه و این تفاوت دوم BJT با MOSFET هست.

 

5
وقتی ولتاژ بین گیت و سورس اعمال بشه جریان اجازه پیدا میکنه که بین سورس و درین عبور پیدا کنه. همونطور که تو تصویر مشخصه با اعمال ولتاز به گیت جریان از درین به سورس جاری میشه و باعث چرخیدن فن میشه.
تو این قسمن چیز های جالبی در مورد ماسفت وجود داره. نکته جالب اینجاست که بین سورس و دریت مقاومت متغییری هست که توسط ولتاژ کنترل میشه؛ در واقع با تغییر ولتاژ بین سورس و گیت ما شاهد تغییر مقاومت سورس و درین هستیم. 
یعنی با اعمال ولتاژ پایین به گین مقاومت ما در سورس و درین بسیار بالاست که به منزله کلید باز هست و به مرور با افزایش ولتاژ میبینسم که مقاومت به سرعت کاهش پیدا میکنه و تفاوت کلیدی بین MOSFET و BJT این است که جریان خروجی ضرب در ورودی نیست پون ماسفت ها با ولتاژ کار میکنن.
از اونجایی که مقاومتی بین سورس و درین هست به اون RDS ON گفته میشه که این مقاومت تو دیتا شیت اون ماسفت موجوده.
برای مثال این ماسفت FQP30N06L هست. حالا بیاید یه نگاهی به دیتاشیت این ماسفت بندازیم. 

6

 

همینطور که میبینید از گیت به سورس در دو ولتاژ مختلف دو مقاومت موجود هست تو ولتاژ 10 ولت مقاومت 27 میلی اهم و تو ولتاژ 5 ولت مقاومت 35 میلی اهم هست و این مقاومت خیلی کمه اما صفر نیست.
 من این ماسفت رو به عمد انتخاب کردم چون این ماسفت به عنوان یه LOGIC LEVEL شناخته میشه. به دلیل کمتر بودن ولتاژ گیت سورس (VGS)این ماسفت از 5 ولت به این نام شناخته میشه.
پس آستانه روشن کردن ماسفت به اندازه کافی پایین هست که بشه اون رو با میکرو کنترلر، آردوینو، رزبری پای و … راه اندازی کرد.

نکته مهم: همه ماسفت ها از لحاظ منطقی سازگار نیستن. بنایر این خیلی مهمه که قبل از استفاده یه ماسفت تو مدار آستانه VGS اون رو برسی کنیم.

از اونجایی که مطمئنم با دیدن آموزش کدنیک قطعا تو مداراتون از ماسفت استفاده میکنید این نکته رو هم باید بدونید که ماسفت تو مدارتون چقدر قراره حرارت تولید کنه. من در ادامه نحوه محاسبه اینکه آیا به هیتسینگ نیاز داریم برای خنک کردن ماسفت یا نه رو توضیح دادم.

ما فرمولی برای محاسبه توان داریم که توش از مقاومت استفاده شده:

 

7

 

حالا کافیه مفاومت RDS ON ماسفت رو جای R قرار بدیم و جریان بار خودمون رو به توان دو برسونیم.برای مثال من میخوام یه موتور رو با ماسفت درایو کنم این موتور یک آمپر جریان میکشه و این به این معناست که ما جای I باید 1 رو قرار بدیم و همینطور که در تصویر بالا مشخصه توان ماسفت ما 35 میلی ولت هست. حالا ما توان مصرفی رو داریم میریم تا چند پارامتر دیگه هم از دیتاشیت اسخراج کنیم.

8

ما نیاز داریم که بدونیم ماسفت ما در هر وات چند درجه سانتیگراد حرارت تولید میکنه این پارامتر در دیتا شیت با عنوان R0JA قابل رویت هست که برای ماسفت این عدد 62.5 درجه سانتیگراد بوده و پارامتر بعدی حد اکثر دمای قابل تحمل ماسفت هست که معمولا ابتدای دیتاشیت در توضیحات قابل مشاهده هست و در ماسفت ما این مقدار 175 درجه سانتیگراد هست.

بریم برای محاسبات نهایی و اینکه ببینیم آیا ماسفت ما برای درایو کردن موتور نیازی با هیتسینگ داره یا نه.

9 2

فرمول بالا برابر با حذف دمای محیط که 25 درجه سانتیگراد در نظر گرفته شده از دمای ماکسیموم و تقسیم بر دمای هر وات هست که 2.4 وات میشه این به این معنیه که اگه توان ما بالاتر از 2.4 وات باشه ما نیاز به هیتسینگ داریم و 35 میلی وات در مقابل 2.4 خیلی عدد کوچکتریه پس ما نیازی به هیتسینگ نداریم.

ممنونم که تا پایان آموزش همراه من بودید پیشنهاد میکنم ویدیو رو کامل داخل کانال یوتیوب تماشا کنید.

دانلود دیتاشیت

 

 

منبع:http://addohms.com/mosfet-introduction
با کمی تغییرات