Przy sterowaniu tranzystorami MOSFET bezpośrednio z wyjścia mikrokontrolera, należy pamiętać o kilku rzeczach:
1. napięciu progowym tranzystora UGSth,
2. pojemności wejściowej tranzystora,
3. poziomie napięć, o ile jest to tranzystor z kanałem typu P.
Zalecane schematy połączeń dla tranzystora z kanałem typu N i typu P wyglądają w ten sposób:
Rezystor R1 redukuje prąd pobierany z wyjścia mikrokontrolera w momencie zmiany stanu logicznego. Dokładną wartość trudno jest ustalić, dlatego może mieć wartość z przedziału 10?...100?. Rezystor R2 utrzymuje tranzystor w stanie zatkania, kiedy mikrokontroler jest wyłączony. Jego rezystancja nie jest krytyczna, zazwyczaj przyjmuje się ją z zakresu od 10k?...100k?. Układ dla MOSFET-P sprawdzi się tylko gdy napięcie zasilania mikrokontrolera i obwodu sterowanego tranzystorem jest takie samo.
AD1 Tranzystor MOSFET do pełnego otwarcia wymaga przyłożenia napięcia bramka-źródło o wartości 2...3 razy większej niż napięcie progowe. Jeżeli producent podaje, że dla np. BUZ11 napięcie progowe UGSth wynosi maksymalnie 4V, to pełne otwarcie nastąpi przy UGS = 8...12V. Zatem jego sterowanie z mikrokontrolera zasilanego napięciem 5V na pewno nie będzie prawidłowe. Trzeba użyć tranzystora o mniejszym napięciu progowym, np. IRLML0030 (maksymalny UGSth = 2,3V).
AD2 Pojemność wejściowa tranzystora MOSFET jest rzędu od kilkuset pikofaradów do kilku nanofaradów. Wyjście mikrokontrolera może przewodzić prąd o natężeniu kilkudziesięciu miliamperów. To powoduje, że czas przeładowania bramki jest niemały. Przykładowo, prąd o natężeniu 20mA potrzebuje 1?s na przeładowanie pojemności 4nF o 5V.
To relatywnie spora wartość, powodująca powstawanie dużych strat w tranzystorze podczas jego przełączania. Dlatego sygnał PWM powinien mieć możliwie niską częstotliwość.
AD3 Trzeci problem pojawi się tylko przy tranzystorach z kanałem typu P. Aby je wyłączyć, trzeba sprowadzić napięcie bramka-źródło do zera, co wiąże się ze zrównaniem potencjału bramki z potencjałem źródła. Dlatego w takim układzie źródło tranzystora może być podłączone do tego samego napięcia, z którego zasilany jest mikrokontroler, czyli np. 5V. Sterowanie tranzystora (wyłączenie tranzystora) nie będzie prawidłowe gdy napięcie bramka-źródło będzie zbyt mocno różniło się od zera.
Wymienione utrudnienia często wystąpią w realizowanych układach.
Zatem, jeżeli:
- trzeba wysterować tranzystor o wysokim napięciu progowym UGSth,
- napięcie zasilające mikrokontroler jest bardzo niskie (np. 1,8V),
- sygnał PWM ma wysoką częstotliwość,
- tranzystor z kanałem typu P jest podłączony do zdecydowanie wyższego napięcia (np. 24V),
to trzeba użyć sterownika tranzystora MOSFET. Na rynku dostępne są setki, jeśli nie tysiące, tego typu układów. Zapewnią odpowiednią szybkość przełączania oraz dopasują poziomy napięć. Przykład to TC4426. Pracuje z napięciem do 18V i dobrze obsługuje wyjścia mikrokontrolerów zasilanych napięciem 3,3V.
1. napięciu progowym tranzystora UGSth,
2. pojemności wejściowej tranzystora,
3. poziomie napięć, o ile jest to tranzystor z kanałem typu P.
Zalecane schematy połączeń dla tranzystora z kanałem typu N i typu P wyglądają w ten sposób:
Rezystor R1 redukuje prąd pobierany z wyjścia mikrokontrolera w momencie zmiany stanu logicznego. Dokładną wartość trudno jest ustalić, dlatego może mieć wartość z przedziału 10?...100?. Rezystor R2 utrzymuje tranzystor w stanie zatkania, kiedy mikrokontroler jest wyłączony. Jego rezystancja nie jest krytyczna, zazwyczaj przyjmuje się ją z zakresu od 10k?...100k?. Układ dla MOSFET-P sprawdzi się tylko gdy napięcie zasilania mikrokontrolera i obwodu sterowanego tranzystorem jest takie samo.
AD1 Tranzystor MOSFET do pełnego otwarcia wymaga przyłożenia napięcia bramka-źródło o wartości 2...3 razy większej niż napięcie progowe. Jeżeli producent podaje, że dla np. BUZ11 napięcie progowe UGSth wynosi maksymalnie 4V, to pełne otwarcie nastąpi przy UGS = 8...12V. Zatem jego sterowanie z mikrokontrolera zasilanego napięciem 5V na pewno nie będzie prawidłowe. Trzeba użyć tranzystora o mniejszym napięciu progowym, np. IRLML0030 (maksymalny UGSth = 2,3V).
AD2 Pojemność wejściowa tranzystora MOSFET jest rzędu od kilkuset pikofaradów do kilku nanofaradów. Wyjście mikrokontrolera może przewodzić prąd o natężeniu kilkudziesięciu miliamperów. To powoduje, że czas przeładowania bramki jest niemały. Przykładowo, prąd o natężeniu 20mA potrzebuje 1?s na przeładowanie pojemności 4nF o 5V.
To relatywnie spora wartość, powodująca powstawanie dużych strat w tranzystorze podczas jego przełączania. Dlatego sygnał PWM powinien mieć możliwie niską częstotliwość.
AD3 Trzeci problem pojawi się tylko przy tranzystorach z kanałem typu P. Aby je wyłączyć, trzeba sprowadzić napięcie bramka-źródło do zera, co wiąże się ze zrównaniem potencjału bramki z potencjałem źródła. Dlatego w takim układzie źródło tranzystora może być podłączone do tego samego napięcia, z którego zasilany jest mikrokontroler, czyli np. 5V. Sterowanie tranzystora (wyłączenie tranzystora) nie będzie prawidłowe gdy napięcie bramka-źródło będzie zbyt mocno różniło się od zera.
Wymienione utrudnienia często wystąpią w realizowanych układach.
Zatem, jeżeli:
- trzeba wysterować tranzystor o wysokim napięciu progowym UGSth,
- napięcie zasilające mikrokontroler jest bardzo niskie (np. 1,8V),
- sygnał PWM ma wysoką częstotliwość,
- tranzystor z kanałem typu P jest podłączony do zdecydowanie wyższego napięcia (np. 24V),
to trzeba użyć sterownika tranzystora MOSFET. Na rynku dostępne są setki, jeśli nie tysiące, tego typu układów. Zapewnią odpowiednią szybkość przełączania oraz dopasują poziomy napięć. Przykład to TC4426. Pracuje z napięciem do 18V i dobrze obsługuje wyjścia mikrokontrolerów zasilanych napięciem 3,3V.
Cool? Ranking DIY
