Memilih MOSFET untuk mengemudi beban dari logika

Saya ingin mengendarai kunci pintu magnetik dari Arduino. Saya telah menemukan pertanyaan tentang mengendarai solenoida dari Arduino , yang mencakup sirkuit yang terlihat sempurna untuk situasi ini:

Mengemudi perangkat dengan MOSFET

Yang tidak saya mengerti adalah bagaimana memilih MOSFET untuk pekerjaan itu. Properti apa yang harus saya cari, jika saya tahu tingkat logika saya, tegangan perangkat dan arus perangkat?

Dalam hal ini adalah logika 5V, dan bebannya berjalan pada 12V / 500mA, tapi alangkah baiknya jika mengetahui aturan umum.

— Polinomial
sumber

Anda memiliki masalah kemewahan: ada ribuan FET yang cocok untuk pekerjaan Anda.

1) tingkat logika. Anda memiliki 5 V, dan mungkin kurang dari 200 mV atau lebih ketika mati. Yang Anda butuhkan adalah , itu tegangan ambang gerbang ini, di mana FET mulai melakukan. Ini diberikan untuk arus tertentu, yang ingin Anda perhatikan juga, karena mungkin berbeda untuk FET yang berbeda. Berguna untuk Anda bisa maksimum 3 V @ 250 μA, seperti untuk FDC855N . Pada 200 mV (atau lebih rendah) Anda akan memiliki arus bocor jauh lebih rendah dari itu. $V_{GS(th)}$

2) Maksimum terus menerus. 6.1 A. Oke. $I_D$

$I_D / V_{DS}$

masukkan deskripsi gambar di sini

Yang ini lagi untuk FDC855N. Ini menunjukkan arus FET akan tenggelam pada tegangan gerbang yang diberikan. Anda dapat melihat bahwa itu 8 A untuk tegangan gerbang 3,5 V, jadi tidak apa-apa untuk aplikasi Anda.

$R_{DS(ON)}$ . On-resistance menentukan disipasi daya. Untuk FDC855N maksimum 36 mΩ pada tegangan gerbang 4,5 V, pada 5 V akan sedikit kurang. Pada 500 mA itu akan menyebabkan disipasi 9 mW. Itu lebih dari cukup. Anda dapat menemukan FET dengan angka yang lebih baik, tetapi sebenarnya tidak perlu membayar harga tambahan untuk mereka.

$V_{DS}$ . Tegangan sumber sumber maksimum. 30 V untuk FDC855N, jadi untuk aplikasi 12 V Anda OK.

6) paket. Anda mungkin menginginkan paket PTH atau SMT. FDC885N hadir dalam paket SuperSOT-6 yang sangat kecil, yang OK, mengingat disipasi daya yang rendah.

Jadi FDC855N akan bekerja dengan baik. Jika mau, Anda bisa melihat-lihat penawaran Digikey. Mereka memiliki alat seleksi yang sangat baik, dan sekarang Anda tahu parameter yang harus diperhatikan.

— stevenvh
sumber

Luar biasa, saya cukup yakin saya mengerti sekarang. Saya melihat IRF520N dari International Rectifier, yang memiliki Vgs 2.0V, tetapi menyebutkan ambang batas Vgs maksimum 4.0V di tabel yang sama. Apa artinya? Ini kemudian menunjukkan grafik Vgs / Id dengan angka Vgs setinggi 10V. Dari grafik, sepertinya ID at Vgs = 5V lebih dari cukup tinggi untuk kebutuhan saya. Saya melihat IRF520N karena saya dapat membelinya secara lokal seharga ~ £ 0,21 masing-masing dalam kasus TO220.

— Polinomial

2 V adalah minimum 4 maksimum. Itu tidak meninggalkan Anda banyak ruang kepala, ingat itu hanya untuk 250 uA, tetapi kemudian grafik biasanya menunjukkan 4,5 A pada 5 V, jadi mungkin OK. Saya lebih condong ke arah FDC855N, karena itu maksimum 3 VGS (th).

— stevenvh

Ah, saya mengerti sekarang - Vgs (th) min harus lebih tinggi dari tegangan kebocoran logika, dan Vgs (th) max harus lebih rendah daripada tegangan tinggi logika normal. Luar biasa. Saya mungkin akan pergi untuk STP55NF06 kemudian, karena murah dan sumber lokal. Terima kasih atas semua bantuannya! :)

— Polinomial

@stevenvh bagaimana kita mempertimbangkan disipasi daya ketika kita memilih transistor FET (mengingat skenario pertanyaan)?

— JeeShen Lee

@ JeeShenLee - daya = tegangan x arus = resistansi kuadrat saat ini. Juga, tegangan = arus x resistansi. Katakanlah Anda memiliki arus 2 A, dan Anda ingin penurunan tegangan menjadi 120 mV maksimum, itu 1% dari pasokan 12 V. Maka resistansi harus kurang dari 120 mV / 2 A = 60 m

Ω

$\Omega$ . Anda tidak akan kesulitan menemukan FET yang lebih baik. Disipasi daya akan menjadi 120 mV x 2 A = 240 mW, yang bahkan dapat ditangani oleh FET dalam paket SMT kecil. Ini tentang pilihan. Anda tidak dapat berbuat banyak tentang arus, tetapi Anda dapat memilih seberapa besar penurunan voltase atau disipasi daya yang Anda izinkan.

— stevenvh

Anda memerlukan MOSFET yang akan menyala sepenuhnya dengan input 5V Anda, spesifikasi yang harus dicari adalah Vth (ambang batas tegangan).
Perhatikan bahwa angka ini hanyalah awal dari hidupkan, sehingga arus sumber saluran akan tetap sangat rendah (sering Anda melihat Vds = 1uA atau serupa dengan kondisi yang dicatat)

Jadi jika Vth Anda adalah misalnya 2V, Anda mungkin ingin sekitar 4V untuk menyalakannya dengan baik - lembar data akan memiliki grafik Vg vs Id / Vds untuk menunjukkan kepada Anda berapa banyak MOSFET akan dihidupkan dengan tegangan gerbang yang berbeda.
Rds adalah resistansi sumber tiriskan, yang dapat memberi tahu Anda seberapa besar daya yang akan dihamburkan MOSFET (mis. Id ^ 2 * Rds)

Anda juga perlu diberi nilai untuk tegangan sumber drainase maksimum dan arus sumber-drain (Vds dan Id) yang ada dalam kasus Anda 500mA dan 12V. Jadi sesuatu seperti Vds> = 20V dan Id> = 1A akan baik-baik saja.

— Oli Glaser
sumber