blog

Jul 13, 2023

FET: Esforços divertidos juntos

Da última vez, examinamos os fundamentos, detalhes, nuances e advertências do FET. No entanto, o básico não é tudo sobre os FETs - vamos examinar os usos no mundo real, em toda a sua maravilhosa variedade! eu quero mostrar

Da última vez, examinamos os fundamentos, detalhes, nuances e advertências do FET. No entanto, o básico não é tudo sobre os FETs - vamos examinar os usos no mundo real, em toda a sua maravilhosa variedade! Quero mostrar a vocês vários circuitos legais onde um FET amigável, especificamente um MOSFET, pode ajudá-los - e, ao longo do caminho, também gostaria de apresentar alguns FETs que acho que todos vocês poderiam ter. boa amizade de longo prazo com. Se você ainda não os conhece, claro!

Talvez esse seja o uso mais popular de um transistor NPN – acionando bobinas, como relés ou solenóides. Estamos bastante acostumados a acionar relés com BJTs, normalmente um NPN – mas não precisa ser um BJT, os FETs geralmente farão o trabalho igualmente bem! Aqui está um N-FET, usado exatamente na mesma configuração de um BJT típico, exceto que em vez de um resistor limitador de corrente de base, temos um resistor de porta-fonte - você não consegue soldar o BJT e soldar o FET depois você projetou a placa, mas, de outra forma, ela é uma substituição bastante perfeita. O diodo de roda livre (proteção EMF traseira) ainda é necessário quando você troca o relé e a bobina produz tensões malucas em protesto, mas ei, não é possível que todos os aspectos sejam superiores.

A razão pela qual você pode acioná-lo da mesma maneira é bastante simples: no circuito NPN usual, o relé é acionado por um GPIO de nível lógico de 3,3 V ou 5 V, e para FETs de pequenos sinais, isso está bem dentro de Vgs. No entanto, se o seu MCU tiver GPIOs de 1,8 V e o Vgs do seu FET não for suficiente, um transistor NPN é uma solução mais vantajosa, já que funcionará contanto que você possa fornecer a pouca corrente e os míseros 0,7 V necessários .

E aqui estão nossos dois primeiros transistores amigáveis, 2N7002 e BSS138 – ambos são N-FETs de pequeno sinal, adequados exatamente para esse tipo de trabalho. O 2N7002 é uma peça bastante clássica – você a verá muito em qualquer lugar que um N-FET possa caber. O BSS138 é muito semelhante, com uma faixa de Rds um pouco mais alta, mas uma faixa de Vgs um pouco mais baixa – você verá isso em alguns esquemas Sparkfun ou Adafruit. Você pode comprar com segurança um monte de qualquer um desses e usá-los em seus circuitos sempre que precisar de um pequeno N-FET que você possa dirigir com um GPIO.

Há mais em pequenos FETs de nível lógico, é claro - por exemplo, se você alguma vez precisou mudar de nível alguns sinais para frente e para trás, você pode ter usado aquelas pequenas placas de 'deslocador de nível' com quatro partes SOT23 nelas. Essas partes SOT23 são na verdade FETs, e nossa [Jenny List] cobriu esse tipo de shifter em seu extenso artigo sobre mudança de nível. Este método também é barato, simples e funcionará com a esmagadora maioria dos sinais que você desejará mudar de nível - mais uma razão para estocar N-FETs de pequenos sinais!

Aqui está o circuito tão maravilhoso que permite fazer proteção contra polaridade reversa sem perdas com um FET! Você pode usar qualquer tipo de FET – muitas vezes, um P-FET é usado para isso, já que ter um terreno comum ininterrupto tem seus benefícios, mas um N-FET também funcionará. Essa forma de proteção contra polaridade reversa é muito, muito melhor do que usar um diodo em série, porque você não desperdiça tanta energia - com 1-2A de consumo de energia, um diodo pode fazer com que você desperdice mais de 1W de energia em calor.

Se Vgs não for maior do que a entrada de energia esperada, tudo o que você precisa fazer é amarrar uma porta P-FET ao pino negativo, conectar a entrada de energia ao pino positivo e fazer com que o pino de drenagem seja a saída. Caso contrário, se a tensão de entrada exceder Vgs ou reverter os limites de Vgs, você desejará adicionar um diodo zener e um resistor para fixar a tensão. Esse tipo de proteção contra polaridade reversa é barata, sem perdas e pode salvar seus componentes de uma morte violenta.

Claro, a menos que seu circuito tenha baixo consumo de energia, você vai querer ir além dos FETs de pequenos sinais – e quanto à entrada de energia para uma placa de desenvolvimento na qual você está trabalhando? Talvez você possa até usar o mesmo tipo de FET que usaria para periféricos de comutação no lado alto? Vejamos FETs mais poderosos - especificamente, alguns P-FETs pequenos, mas bons, que podem lidar com correntes mais altas sem suar a camisa.