Auswahl eines MOSFET zum Ansteuern der Last aus der Logik

Polynom

Ich möchte ein magnetisches Türschloss von einem Arduino aus fahren. Ich habe eine Frage zum Ansteuern eines Solenoids von einem Arduino gefunden , die eine Schaltung enthält, die für diese Art von Situation perfekt aussieht:

Ansteuern eines Geräts mit einem MOSFET

Was ich nicht verstehe, ist, wie man einen MOSFET für den Job auswählt. Nach welchen Eigenschaften sollte ich suchen, wenn ich meinen Logikpegel, die Gerätespannung und den Gerätestrom kenne?

In diesem Fall ist es eine 5-V-Logik und die Last läuft mit 12 V / 500 mA, aber es wäre schön, die allgemeine Regel zu kennen.

stevenvh

Sie haben ein Luxusproblem: Es gibt Tausende von FETs, die für Ihren Job geeignet sind.

1) der Logikpegel. Sie haben 5 V und wahrscheinlich weniger als 200 mV oder so, wenn Sie ausgeschaltet sind. Was Sie brauchen ist V. G S. ( t h ) V. G S. ( t h ) Dies ist die Schwellenspannung des Gates, bei der der FET zu leiten beginnt. Es ist für einen bestimmten Strom angegeben, den Sie ebenfalls im Auge behalten möchten, da er für verschiedene FETs unterschiedlich sein kann. Nützlich für Sie könnten maximal 3 V bei 250 µA sein, wie beim FDC855N . Bei 200 mV (oder weniger) haben Sie einen viel geringeren Leckstrom.

2) Maximum ich D. ich D. kontinuierlich. 6.1 A. OK.

3) die ich D. / V. D S. ich D. /. V. D. S. Graph:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dies ist wieder für den FDC855N. Es zeigt den Strom, den der FET bei einer bestimmten Gate-Spannung absinkt. Sie können sehen, dass es 8 A für eine 3,5-V-Gate-Spannung ist, also ist das für Ihre Anwendung in Ordnung.

4) R. D S. ( O N. ) R. D. S. ( Ö N. ) . Der Einschaltwiderstand bestimmt die Verlustleistung. Für den FDC855N sind es maximal 36 mΩ bei einer Gate-Spannung von 4,5 V, bei 5 V etwas weniger. Bei 500 mA führt dies zu einer Verlustleistung von 9 mW. Das ist mehr als gut genug. Sie können FETs mit besseren Zahlen finden, aber es ist wirklich nicht nötig, den zusätzlichen Preis dafür zu zahlen.

5) V. D S. V. D. S. . Die maximale Drain-Source-Spannung. 30 V für den FDC855N, also für Ihre 12 V-Anwendung OK.

6) Paket. Möglicherweise möchten Sie ein PTH-Paket oder SMT. Der FDC885N wird in einem sehr kleinen SuperSOT-6-Gehäuse geliefert, was angesichts der geringen Verlustleistung in Ordnung ist.

Der FDC855N wird also gut funktionieren. Wenn Sie möchten, können Sie sich das Angebot von Digikey ansehen. Sie verfügen über hervorragende Auswahlwerkzeuge, und jetzt kennen Sie die Parameter, auf die Sie achten müssen.

Polynom

Genial, ich bin mir ziemlich sicher, dass ich es jetzt verstehe. Ich habe mir den IRF520N von International Rectifier angesehen, der eine Vgs von 2,0 V hat, aber in derselben Tabelle einen Vgs-Schwellenwert von maximal 4,0 V erwähnt. Was bedeutet das? Es zeigt dann ein Vgs / Id-Diagramm mit Vgs-Zahlen bis zu 10V. Aus dem Diagramm geht hervor, dass die ID bei Vgs = 5 V für meine Anforderungen mehr als hoch genug ist. Ich habe mir den IRF520N angesehen, weil ich ihn in TO220-Fällen vor Ort für jeweils ~ 0,21 £ kaufen kann.

stevenvh

2 V ist minimal 4 ist maximal. Das lässt Ihnen nicht viel Kopffreiheit, denken Sie daran, dass dies nur 250 uA sind, aber dann zeigt die Grafik normalerweise 4,5 A bei 5 V, also wahrscheinlich in Ordnung. Ich würde mich jedoch eher zum FDC855N neigen, da dies maximal 3 VGS (th) sind.

Polynom

Ah, ich verstehe es jetzt - die Vgs (th) min müssen höher sein als die logische Leckspannung, und die Vgs (th) max müssen niedriger sein als die normale logische Hochspannung. Ausgezeichnet. Ich werde mich dann wahrscheinlich für den STP55NF06 entscheiden, da er billig und lokal erhältlich ist. Danke für all die Hilfe! :) :)

JeeShen Lee

@stevenvh Wie berücksichtigen wir die Verlustleistung bei der Auswahl des FET-Transistors (angesichts des Fragenszenarios)?

stevenvh

@JeeShenLee - Leistung = Strom x Spannung = Strom im Quadrat x Widerstand. Auch Spannung = Strom x Widerstand. Angenommen, Sie haben einen Strom von 2 A und möchten, dass der Spannungsabfall maximal 120 mV beträgt. Dies entspricht 1% einer 12-V-Versorgung. Dann sollte der Widerstand weniger als 120 mV / 2 A = 60 m betragen Ω Ω . Sie werden keine Probleme haben, FETs zu finden, die noch besser funktionieren. Die Verlustleistung beträgt dann 120 mV x 2 A = 240 mW, was selbst ein FET in einem kleinen SMT-Gehäuse verarbeiten kann. Es geht um die Wahl. Sie können nicht viel gegen den Strom tun, aber Sie können wählen, wie viel Spannungsabfall oder Verlustleistung Sie zulassen.

Oli Glaser

Sie benötigen einen MOSFET, der sich mit Ihrem 5-V-Eingang vollständig einschaltet. Die zu suchende Spezifikation ist Vth (Schwellenspannung).
Beachten Sie, dass diese Zahl nur der Beginn des Einschaltens ist, sodass der Drain-Source-Strom immer noch sehr niedrig ist (häufig sehen Sie Vds = 1uA oder ähnliches als eine notierte Bedingung).

Wenn Ihr Vth zB 2 V beträgt, möchten Sie wahrscheinlich, dass etwa 4 V ihn gut einschalten. Das Datenblatt enthält ein Vg vs Id / Vds-Diagramm, das Ihnen zeigt, wie stark sich der MOSFET mit unterschiedlichen Gatespannungen einschaltet.
Rds ist der Drain-Source-Widerstand, der Ihnen sagen kann, wie viel Leistung der MOSFET verbraucht (z. B. Id ^ 2 * Rds).

Außerdem muss es für die maximale Drain-Source-Spannung und den Drain-Source-Strom (Vds und Id) ausgelegt sein, die in Ihrem Fall 500 mA und 12 V betragen. So etwas wie Vds> = 20V und Id> = 1A ist in Ordnung.