Selección de un MOSFET para conducir la carga desde la lógica

Estoy buscando conducir una cerradura de puerta magnética de un Arduino. Encontré una pregunta sobre cómo manejar un solenoide desde un Arduino , que incluye un circuito que parece perfecto para este tipo de situación:

Conducir un dispositivo con un MOSFET

Lo que no entiendo es cómo seleccionar un MOSFET para el trabajo. ¿Qué propiedades debo buscar si conozco mi nivel lógico, el voltaje del dispositivo y la corriente del dispositivo?

En este caso es una lógica de 5V y la carga funciona a 12V / 500mA, pero sería bueno conocer la regla general.

Respuestas (2)

Tiene un problema de lujo: hay miles de FET adecuados para su trabajo.

1) el nivel lógico. Tiene 5 V, y probablemente menos de 200 mV cuando está apagado. lo que necesitas es V GRAMO S ( t h ) , ese es el voltaje de umbral de la puerta, en el que el FET comienza a conducir. Se proporciona para una corriente específica, que también desea vigilar, ya que puede ser diferente para diferentes FET. Útil para usted podría ser un máximo de 3 V @ 250 µA, como para el FDC855N . A 200 mV (o menos) tendrá una corriente de fuga mucho más baja que eso.

2) Máximo yo D continuo. 6.1 A. Bien.

3) el yo D / V D S grafico:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Este es de nuevo para el FDC855N. Muestra la corriente que el FET hundirá en un voltaje de puerta dado. Puede ver que son 8 A para un voltaje de compuerta de 3,5 V, por lo que está bien para su aplicación.

4) R D S ( O norte ) . La resistencia de encendido determina la disipación de potencia. Para el FDC855N es un máximo de 36 mΩ a un voltaje de compuerta de 4,5 V, a 5 V será un poco menos. A 500 mA eso provocará una disipación de 9 mW. Eso es más que suficiente. Puede encontrar FET con mejores cifras, pero realmente no hay necesidad de pagar el precio adicional por ellos.

5) V D S . El voltaje máximo de fuente de drenaje. 30 V para el FDC855N, así que para su aplicación de 12 V está bien.

6) paquete. Es posible que desee un paquete PTH o SMT. El FDC885N viene en un paquete SuperSOT-6 muy pequeño, lo cual está bien, dada la baja disipación de energía.

Entonces, el FDC855N funcionará bien. Si lo desea, puede echar un vistazo a la oferta de Digikey. Tienen excelentes herramientas de selección, y ahora conoce los parámetros a tener en cuenta.

Impresionante, estoy bastante seguro de que lo entiendo ahora. Estaba mirando el IRF520N de International Rectifier, que tiene un Vgs de 2,0 V, pero menciona un umbral máximo de Vgs de 4,0 V en la misma tabla. ¿Que significa eso? Luego muestra un gráfico de Vgs/Id con cifras de Vgs que llegan hasta 10V. Del gráfico, parece que el Id en Vgs=5V es más que suficiente para mis necesidades. Miré el IRF520N porque puedo comprarlos localmente por ~ £ 0.21 cada uno en cajas TO220.
2 V es mínimo 4 es máximo. Eso no le deja mucho espacio libre, recuerde que es solo para 250 uA, pero luego el gráfico muestra típicamente 4.5 A a 5 V, por lo que probablemente esté bien. Sin embargo, me inclinaría más hacia el FDC855N, ya que eso es un máximo de 3 VGS (th).
Tengo problemas para obtener el FDC855N y prefiero cajas con orificios pasantes. ¿Es el STP14NF12 una sustitución razonable? El umbral Vgs es 2V min, 3V typ, 4V max @ Id=250uV.
@Polynomial: 15 A a 5 V se ve bien, el máximo de 4 V Vgs (th) es el mismo que para el IRF520N. Si estás contento con eso, bien conmigo.
También está el STP55NF06 , que tiene un tipo Vgs(th) de 1,7 V. ¿Sería ir demasiado lejos en el otro sentido?
@Polynomial - No lo creo. El mínimo es 1 V, y usé 200 mV como ejemplo para la salida lógica 0, pero eso probablemente será mucho más bajo aún. En el peor de los casos, tendrá una corriente de fuga de 10 uA, que para la fuga es bastante, pero no activará su bloqueo ni disipará mucha energía (1.5 mW).
Ah, ahora lo entiendo: el Vgs(th) min tiene que ser más alto que el voltaje de fuga lógico, y el Vgs(th) max tiene que ser más bajo que el alto voltaje lógico normal. Excelente. Probablemente opte por el STP55NF06, ya que es barato y localmente disponible. ¡Gracias por toda la ayuda! :)
@Polynomial - Me alegro de ser de ayuda. Gracias por aceptar. ¡Éxito!
@stevenvh, ¿cómo consideramos la disipación de energía cuando seleccionamos el transistor FET (dado el escenario de la pregunta)?
@JeeShenLee - potencia = corriente x voltaje = corriente al cuadrado x resistencia. Además, voltaje = corriente x resistencia. Digamos que tiene una corriente de 2 A y quiere que la caída de voltaje sea de 120 mV como máximo, eso es 1 % de un suministro de 12 V. Entonces la resistencia debe ser inferior a 120 mV/ 2 A = 60 m Ω . No tendrá problemas para encontrar FET que funcionen aún mejor. La disipación de energía será entonces de 120 mV x 2 A = 240 mW, que incluso un FET en un paquete SMT pequeño puede manejar. Se trata de elección. No puede hacer mucho con respecto a la corriente, pero puede elegir cuánta caída de voltaje o disipación de energía permitirá.
Este paquete es muy pequeño. :PAG
@rozon - ¡No, no lo es! :-) SOT-23 es un paquete SMT estándar para transistores de baja potencia. Los paquetes pequeños reales son sin plomo de 0,8 mm x 0,8 mm. Eso es lo que yo llamo pequeño.
@stevenvh: leí la hoja de datos y algo no se entiende completamente. Uso Arduino, lo que significa que tengo 5v para operar. ¿Por qué en la hoja de datos Vgs puede ser 10v o 5v?

Necesita un MOSFET que se encienda completamente con su entrada de 5 V, la especificación que debe buscar es Vth (voltaje de umbral)
Tenga en cuenta que esta cifra es solo el comienzo del encendido, por lo que la corriente de la fuente de drenaje será aún muy baja (a menudo ve Vds = 1uA o similar como una condición anotada)

Entonces, si su Vth es, por ejemplo, 2V, probablemente desee alrededor de 4V para encenderlo bien: la hoja de datos tendrá un gráfico Vg vs Id / Vds para mostrarle cuánto se encenderá el MOSFET con diferentes voltajes de puerta.
Rds es la resistencia de la fuente de drenaje, que puede indicarle cuánta potencia disipará el MOSFET (p. ej., Id^2 * Rds)

También necesita que esté clasificado para el voltaje máximo de la fuente de drenaje y la corriente de la fuente de drenaje (Vds e Id), que en su caso es de 500 mA y 12 V. Entonces, algo como Vds> = 20V e Id> = 1A estará bien.

Selección de un MOSFET para conducir la carga desde la lógica
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 2v