Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Térvezérlésű tranzisztorok (FET)

Hasonló dokumentumok
Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: FET tranzisztoros kapcsolások

FÉLVEZETŐ ESZKÖZÖK II. Elektrotechnika 5. előadás

UNIPOLÁRIS TRANZISZTOR

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: A tranzisztor, mint kapcsoló

- elektromos szempontból az anyagokat három csoportra oszthatjuk: vezetők félvezetők szigetelő anyagok

Az N csatornás kiürítéses MOSFET jelleggörbéi.

ELEKTRONIKA I. (KAUEL11OLK)

III. félvezetők elméleti kérdések 1 1.) Milyen csoportokba sorolhatók az anyagok a fajlagos ellenállásuk alapján?

Bevezetés az elektronikába

ELEKTRONIKA I. TRANZISZTOROK. BSc Mérnök Informatikus Szak Levelező tagozat

8.B 8.B. 8.B Félvezetı áramköri elemek Unipoláris tranzisztorok

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Egyszerű tranzisztoros kapcsolások

Gingl Zoltán, Szeged, dec. 1

Gingl Zoltán, Szeged, :44 Elektronika - Diódák, tranzisztorok

Elektronika I. Dr. Istók Róbert. II. előadás

Műveleti erősítők - Bevezetés

MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306

SZIGETELŐK, FÉLVEZETŐK, VEZETŐK

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

MUNKAANYAG. Mészáros Miklós. Félvezető eszközök, áramköri elemek II. A követelménymodul megnevezése: Elektronikai áramkörök tervezése, dokumentálása

Térvezérlésű tranzisztor

Bevezetés az elektronikába

2. ábra: A belső érintkezősorok

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: A tranzisztor, mint kapcsoló

Diszkrét aktív alkatrészek

Áramkörök számítása, szimulációja és mérése próbapaneleken

Laptop: a fekete doboz

MODULÁRAMKÖRÖK ÉS KÉSZÜLÉKEK

Tájékoztató. Használható segédeszköz: számológép

F1301 Bevezetés az elektronikába Térvezérlésű tranzisztorok

Integrált áramkörök/2. Rencz Márta Elektronikus Eszközök Tanszék

Érzékelők és beavatkozók

TFBE1301 Elektronika 1.

- elektromos szempontból az anyagokat három csoportra oszthatjuk: vezetık félvezetık szigetelı anyagok

2. ábra: A belső érintkezősorok

TELJESÍTMÉNYELEKTRONIKA

Elektronika Előadás

ÉRZÉKELŐK ÉS BEAVATKOZÓK II. 4. DC MOTOROK VEZÉRLÉS

Elektronika 11. évfolyam

DIGITÁLIS TECHNIKA II

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Fényemittáló dióda (LED)

Tételek Elektrotechnika és elektronika I tantárgy szóbeli részéhez 1 1. AZ ELEKTROSZTATIKA ALAPJAI AZ ELEKTROMOS TÖLTÉS FOGALMA 8 1.

1. Egy lineáris hálózatot mikor nevezhetünk rezisztív hálózatnak és mikor dinamikus hálózatnak?

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306

11.2. A FESZÜLTSÉGLOGIKA

DIGITÁLIS TECHNIKA II

Adatok: R B1 = 100 kω R B2 = 47 kω. R 2 = 33 kω. R E = 1,5 kω. R t = 3 kω. h 22E = 50 MΩ -1

A PC vagyis a személyi számítógép. VII. rész

Elektronika alapjai. Témakörök 11. évfolyam

Feszültségszintek. a) Ha egy esemény bekövetkezik akkor az értéke 1 b) Ha nem következik be akkor az értéke 0

IRODALOM. Elektronika

MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306

Áramgenerátorok alapeseteinek valamint FET ekkel és FET bemenetű műveleti erősítőkkel felépített egyfokozatú erősítők vizsgálata.

2.A Témakör: A villamos áram hatásai Téma: Elektromos áram hatásai vegyi hatás hőhatás élettani hatás

A PC vagyis a személyi számítógép. VI. rész A mikroprocesszort követően a számítógép következő alapvető építőegysége a memória

Felhasználói kézikönyv

ELEKTRONIKAI TECHNIKUS KÉPZÉS F É L V E Z E T Ő K ÖSSZEÁLLÍTOTTA NAGY LÁSZLÓ MÉRNÖKTANÁR

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: 1. Alapfogalmak, Ohm törvény, Kirchoff törvényei, soros és párhuzamos kapcsolás, feszültségosztó

Bevezetés a méréstechnikába és jelfeldolgozásba. Tihanyi Attila április 17.

Felhasználói kézikönyv

Foglalkozási napló a 20 /20. tanévre

Orvosi jelfeldolgozás. Információ. Információtartalom. Jelek osztályozása De, mi az a jel?

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Bevezetés az elektronikába

Teljesítmény-erősítők. Elektronika 2.

Mérési utasítás. P2 150ohm. 22Kohm

2.Előadás ( ) Munkapont és kivezérelhetőség

Földelt emitteres erősítő DC, AC analízise

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Műveleti erősítők - 2. rész

Bevezetés az analóg és digitális elektronikába. V. Félvezető diódák

G803 Nyolc egyérintéses funkció Súlyos zavaró feszültség ingadozásnál ZC 1.kivezetés és a föld közé 2.kivezetés tegyünk egy 20pf - 100pf-os

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Egyszerű tranzisztoros kapcsolások

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Mikroelektronika és technológia, VI. sz gyakorlat Mérések a CMOS IC gyártási eljárás ellenõrzésére

1.zh Kösse össze a két oszlop egy-egy összetartozó fogalmát! pozitív visszacsatolás

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Ohm törvény, Kirchoff törvényei, soros és párhuzamos kapcsolás

PN átmenet kivitele. (B, Al, Ga, In) (P, As, Sb) A=anód, K=katód

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Versenyző kódja: 31 15/2008. (VIII. 13) SZMM rendelet MAGYAR KERESKEDELMI ÉS IPARKAMARA. Országos Szakmai Tanulmányi Verseny

A BIPOLÁRIS TRANZISZTOR.

Felhasználói kézikönyv

Elektronika II. 5. mérés

OMRON FOTOELEKTROMOS KAPCSOLÓK E3NT

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Logikai kapuáramkörök

5. Laboratóriumi gyakorlat. A p-n ÁTMENET HŐMÉRSÉKLETFÜGGÉSE

A töltéshordozók meghatározott irányú rendezett mozgását elektromos áramnak nevezzük. Az áram irányán a pozitív részecskék áramlási irányát értjük.

Felhasználói kézikönyv

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA VILLAMOSIPAR ÉS ELEKTRONIKA ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ A MINTAFELADATOKHOZ

Bipoláris tranzisztoros erősítő kapcsolások vizsgálata

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Felhasználói kézikönyv 33D Digitális multiméter

Elektronikai műszerész Elektronikai műszerész

Lineáris és kapcsoló üzemű feszültség növelő és csökkentő áramkörök

ELEKTROTECHNIKA-ELEKTRONIKA ELEKTROTECHNIKA

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Műveleti erősítők. 1. Felépítése. a. Rajzjele. b. Belső felépítés (tömbvázlat) c. Differenciálerősítő

Elektromechanika. 6. mérés. Teljesítményelektronika

Szimmetrikus bemenetű erősítők működésének tanulmányozása, áramköri paramétereinek vizsgálata.

Tantárgy: ANALÓG ELEKTRONIKA Tanár: Dr. Burány Nándor

Átírás:

Hobbi Elektronika Bevezetés az elektronikába: Térvezérlésű tranzisztorok (FET) 1

Felhasznált irodalom Sulinet Tudásbázis: Unipoláris tranzisztorok Electronics Tutorials: The MOSFET CONRAD Elektronik: Elektronikai kíséletező készlet útmutatója Talking Electronics: The MOSFET 2

FET tranzisztorok FET = Field Effect Transistor, azaz térvezérlésű tranzisztor. A Drain (nyelő) és Source (forrás) elektródák között folyó áramot a Gate (kapu) elektródára kapcsolt feszültség elektromos tere szabályozza. Sokféle fajtája van, melyek felépítésben, működésben és tulajdonságaikban eltérnek. 3

JFET (záróréteges FET) Az alábbi ábrákon egy n-csatornás térvezérlésű rétegtranzisztor (N-JFET) felépítését és működését mutatjuk be. A D kollektor és az S emitter az n-típusú gyengén szennyezett félvezető csatorna végeire csatlakoznak. A G vezérlőelektróda a p-típusú réteghez csatlakozik. A záróirányú G-S előfeszítés növelése esetén a kiürített rétek kiterjeszkedik, s a D-S áram lecsökken (viselkedése és jelleggörbéje az elektroncsöves triódára hasonlít). 4

MOSFET (szigetelt vezérlőelektródájú FET) 1. Önvezetéses (kiürítéses) MOS FET Pozitív G-S vezérlőfeszültség esetén a Gate oldal pozitív, a csatorna pedig negatív töltéseket akkumulál, mintha a szennyezettséget növeltük volna meg -> a FET jobban vezet. Negatív G-S feszültség esetén a csatornában pozitív lyukak jelennek meg, amelyek az elektronokkal rekombinálódnak -> a FET kevésbé vezet. Végeredményben a csatornában akkumulált töltéshordozók számával szabályozzuk az eszköz működési tartományát. 5

MOSFET (szigetelt vezérlőelektródájú FET) 2. Önzáró (növekményes) MOS FET (n-csatornás) A tranzisztor aktív része egy p-típusú, gyengén szennyezett Si alapkristály (szubsztrát). Az alapkristályban két erősen szennyezett n-típusú vezető szigetet alakítanak ki, amelyek csatlakozással ellátva a tranzisztor S (forrás) és D (nyelő) elektródáját alkotják. A tranzisztor alaphelyzetben nem vezet. Ha a G (kapu) elektródára pozitív feszültséget kapcsolunk, a szubsztrátban található kisebbségi töltéshordozó elektronok közvetlenül a szigetelőréteghez vándorolnak és az S és D elektróda között egy N-típusú vezetőcsatornát alkotnak. 6

Adatlapok olvasása Absolute Maximum: az a határ, ahol tönkremegy az eszköz, ha átlépjük a megadott értékeket! 7

Adatlapok olvasása A BS170 mint kapcsoló: 5 V-os jellel akár 0.5 A kapcsolható, 1 V maradékfeszültség mellett 3,3 V-os jelszinttel csak kis (50 100 ma) kapcsolható! 9 10 V-os bemenőjel esetén minimális a maradékfeszültség (U GS < 1 V) 8

A MOSFET mint kapcsoló A. Ha a kapu elektródát 0 körüli alacsony feszültségre (L) kapcsoljuk, akkor a tranzisztor nem vezet, a forrás és a nyelő között közelítőleg a tápfeszültség mérhető. B. Ha a növekményes, n-csatornás MOSFET kapu (G) elektródájára pozitív feszültséget kapcsolunk (H), a tranzisztor vezet, a forrás (S) és nyelő (D) elektródák közt csak 100 mv nagyságrendű maradékfeszültség mérhető. B 9

A MOSFET mint kapcsoló Az alábbi kapcsolás a földelt emitteres NPN tranzisztoros kapcsoláshoz hasonló. Feszültségvezérlés miatt nem kell soros ellenállás a bemenetre. A Gate és a föld közé kötött ellenállás megakadályozza, hogy a lebegő bemenet esetleges feltöltődése kinyissa a tranzisztort. Az 1N4148 dióda az induktív terhelés miatt szükséges védelem. A kondenzátor a kefés motor szikrázása miatti zavarokat szűri. 10

FET alkalmazási példa: Vonalkövető robot kapcsolóelemeiként (motorok, LED-ek vezérlése) 11

Egyszerű FET-es kapcsolások A MOSFET vezérelt árama (D-S között) a G és S közé kapcsolt feszültségtől. Ha G-re legalább kb. 2V pozitív feszültség jut, a tranzisztor vezet. A G kivezetés teljesen szigetelt, és egy kis, kb. 60 pf-os kondenzátort képez. Ezért, ha a Gate egyszer fel lett töltve, a Gate-feszültség sokáig fennmarad. 1. feladat: Építsük meg a kapcsolást, majd az A-B pontok zárásával töltsük fel a G elektródát! 2. feladat: A C-D pontok zárásával süssük ki a G elektródát! Forrás: Conrad Elektronikai kísérletezőkészlet mintapéldája, 15. MOSFET-es érintés érzékelő Figyelem: Vigyázzunk a Gate bemenetre, ami különösen érzékeny a statikus töltésekre! 12

LED fényerejének változtatása Ha beiktatunk egy kondenzátort a Gate és Drain közé, a teljesen be és teljesen ki közötti állapotok is fennmaradhatnak. Ha a Gate feszültség csökken, a Drain-áram kisebb lesz, a LED fényereje csökken. Az A és B kontaktusok érintésekor a LED fényesebben világít. A C és D-t kontaktusok érintésekor a LED elhalványodik. Megjegyzés: Az érintésre adott válasz sebessége különböző. A fényerő növekedés a nagyobb töltőfeszültség miatt gyorsabb, mint az elhalványodás. Forrás: Conrad Elektronikai kísérletezőkészlet mintapéldája, 15. Érintésérzékelő dimmer 3. feladat: Az 1. feladatnál megépített áramkört egészítsük ki egy kondenzátorral a fenti ábrán látható módon! Vizsgáljuk meg az áramkör működését! Figyelem: Vigyázzunk a Gate bemenetre, ami különösen érzékeny a statikus töltésekre! 13

Egyperces időzítő A nyomógomb megnyomásakor a LED bekapcsol, és körülbelül egy percig világít. Az átmenet a be- és és kikapcsolás között lágy, de viszonylag gyors. A kondenzátor 9 V- ra töltődik fel. Kisülni a 470-kΩ-os ellenálláson keresztül fog. Amíg a Gate feszültség kb. 2,6 V fölött van, a FET vezet, és bázisárammal látja el az NPN tranzisztort, amely a LED-et bekapcsolja. vagy BC337 Forrás: Conrad Elektronikai kísérletezőkészlet mintapéldája, 20. Egyperces világítás 14

Három LED-es villogó Forrás: www.talkingelectronics.com/projects/mosfet/mosfet.html Mindhárom FET bemenete töltési és kisütési fázisokon megy keresztül, de fáziseltolással. Végeredményben a három LED közül valamelyik mindig kikapcsolt állapotban van, kettő pedig világít. Az áramkört a szimulátorban is kipróbálhatjuk. A szimulációhoz az időállandót a századrészére csökkentettük, hogy a jelalak áttekinthető legyen. Szimulátor: www.falstad.com/circuit/ 15