Выбор MOSFET для управления нагрузкой от логики

Я хочу управлять магнитным дверным замком от Arduino. Я нашел вопрос об управлении соленоидом от Arduino , который включает в себя схему, которая идеально подходит для такого рода ситуаций:

Управление устройством с MOSFET

Чего я не понимаю, так это того, как выбрать полевой МОП-транзистор для работы. Какие свойства я должен искать, если я знаю свой логический уровень, напряжение устройства и ток устройства?

В данном случае это логика 5 В, а нагрузка работает при 12 В / 500 мА, но было бы неплохо знать общее правило.

Ответы (2)

У вас есть роскошная проблема: есть тысячи полевых транзисторов, подходящих для вашей работы.

1) логический уровень. У вас есть 5 В и, вероятно, менее 200 мВ или около того в выключенном состоянии. Что вам нужно, это В г С ( т час ) , это пороговое напряжение затвора, при котором полевой транзистор начинает проводить. Он указан для определенного тока, за которым вы тоже хотите следить, потому что он может быть разным для разных полевых транзисторов. Полезными для вас могут быть максимум 3 В при 250 мкА, как у FDC855N . При 200 мВ (или ниже) ток утечки будет намного ниже.

2) Максимум я Д непрерывный. 6,1 А. ОК.

3) я Д / В Д С график:

введите описание изображения здесь

Это снова для FDC855N. Он показывает, какой ток будет потреблять полевой транзистор при заданном напряжении на затворе. Вы можете видеть, что это 8 А для напряжения затвора 3,5 В, так что это нормально для вашего приложения.

4) р Д С ( О Н ) . Сопротивление во включенном состоянии определяет рассеиваемую мощность. Для FDC855N максимум 36 мОм при напряжении на затворе 4,5 В, при 5 В будет чуть меньше. При 500 мА это вызовет рассеивание 9 мВт. Это более чем достаточно. Вы можете найти полевые транзисторы с лучшими показателями, но на самом деле нет необходимости платить за них дополнительную цену.

5) В Д С . Максимальное напряжение сток-исток. 30 В для FDC855N, поэтому для вашего приложения 12 В все в порядке.

6) пакет. Вам может понадобиться пакет PTH или SMT. FDC885N поставляется в очень маленьком корпусе SuperSOT-6, что нормально, учитывая малое рассеивание мощности.

Так что FDC855N подойдет. Если хотите, можете ознакомиться с предложением Digikey. У них есть отличные инструменты выбора, и теперь вы знаете, на какие параметры обращать внимание.

Круто, теперь я уверен, что понял. Я смотрел на IRF520N от International Rectifier, который имеет Vgs 2,0 В, но упоминает максимальное пороговое значение Vgs 4,0 В в той же таблице. Что это обозначает? Затем он показывает график Vgs/Id, где значения Vgs достигают 10 В. Судя по графику, Id при Vgs=5V более чем достаточно для моих нужд. Я посмотрел на IRF520N, потому что я могу купить их на месте примерно за 0,21 фунта стерлингов каждый в корпусах TO220.
2 В — минимум 4 — максимум. Это не оставляет вам большого запаса, помните, что это всего лишь 250 мкА, но тогда график показывает обычно 4,5 А при 5 В, так что, вероятно, все в порядке. Однако я бы больше склонялся к FDC855N, так как это максимум 3 VGS (th).
У меня возникли проблемы с поиском FDC855N, и я бы предпочел корпуса со сквозными отверстиями. Является ли STP14NF12 разумной заменой? Пороговое значение Vgs составляет 2 В мин., 3 В тип., 4 В макс. при Id=250 мкВ.
@Polynomial - 15 А при 5 В выглядит хорошо, максимальное напряжение 4 В Vgs(th) такое же, как и у IRF520N. Если ты доволен этим, хорошо со мной.
Также есть STP55NF06 , у которого тип Vgs(th) равен 1,7 В. Не зайдет ли это слишком далеко в другую сторону?
@Polynomial - не думай. Минимум 1 В, и я использовал 200 мВ в качестве примера для выхода логического 0, но это, вероятно, будет намного ниже. В худшем случае у вас будет, скажем, ток утечки 10 мкА, что для утечки довольно много, но он не активирует ваш замок и не рассеет большую мощность (1,5 мВт).
А, теперь я понял - минимальное напряжение Vgs(th) должно быть выше, чем напряжение утечки логики, а максимальное значение Vgs(th) должно быть ниже нормального высокого напряжения логики. Отличный. Тогда я, вероятно, выберу STP55NF06, так как он дешевый и доступен на месте. Спасибо за помощь! :)
@Polynomial - рад помочь. Спасибо за согласие. Успех!
@stevenvh, как мы учитываем рассеиваемую мощность при выборе полевого транзистора (учитывая сценарий вопроса)?
@JeeShenLee - мощность = ток x напряжение = квадрат тока x сопротивление. Кроме того, напряжение = ток х сопротивление. Скажем, у вас есть ток 2 А, и вы хотите, чтобы падение напряжения составляло максимум 120 мВ, что составляет 1% от источника питания 12 В. Тогда сопротивление должно быть менее 120 мВ/2 А = 60 м. Ом . У вас не возникнет проблем с поиском полевых транзисторов, которые работают еще лучше. В этом случае рассеиваемая мощность составит 120 мВ x 2 А = 240 мВт, с чем может справиться даже полевой транзистор в небольшом корпусе для поверхностного монтажа. Это о выборе. Вы ничего не можете сделать с током, но вы можете выбрать, какое падение напряжения или рассеивание мощности вы позволите.
Этот пакет очень маленький. :П
@rozon - Нет, это не так! :-) SOT-23 — стандартный SMT-корпус для маломощных транзисторов. Настоящие маленькие корпуса безвыводные 0,8 мм х 0,8 мм. Вот что я называю маленьким.
@stevenvh - я прочитал техпаспорт и что-то не до конца понял. Я использую Arduino, то есть у меня есть 5 В для работы. почему в техпаспорте Vgs может быть 10В или 5В?

Вам нужен полевой МОП-транзистор, который полностью включится при входном напряжении 5 В, нужно искать Vth (пороговое напряжение) .
Обратите внимание, что эта цифра является только началом включения, поэтому ток сток-исток будет очень низким (часто вы видите Vds = 1 мкА или подобное в качестве отмеченного условия)

Так что, если ваш Vth составляет, например, 2 В, вы, вероятно, хотите, чтобы он хорошо включался при напряжении около 4 В - в техническом описании будет график зависимости Vg от Id / Vds, чтобы показать вам, насколько MOSFET будет включаться с различными напряжениями затвора.
Rds — это сопротивление истока стока, которое может сказать вам, сколько мощности будет рассеивать полевой МОП-транзистор (например, Id^2 * Rds).

Также вам нужно, чтобы он был рассчитан на максимальное напряжение истока стока и ток истока стока (Vds и Id), которые в вашем случае составляют 500 мА и 12 В. Так что что-то вроде Vds >= 20V и Id >= 1A будет в порядке.