MOSFET entenda como usar! Projeto MOSFET como Chave!

o Olá pessoal sejam bem vindos a mais um vídeo do canal eletroleve hoje nós vamos falar de projetos com os fets Mais especificamente e como fazer um projeto de um circuito usando mosfet como chave que é uma das principais aplicações desse transistor disso um vídeo aqui no canal falando sobre mosfet detalhes mais profundos sobre o transistor esse aqui nós vamos ver mais utilização dele como chave só recapitulando né mosfet É um tipo de transistor que é diferente do trânsito a tradicional bipolar em vez de ter coletor base-emissor ele tem o gate o dreno e os fours onde o cliente não tem uma conexão física direto com a junção né isso caracteriza ele de uma forma muito diferente dos outros dando um MP dança altíssima de entrada e também conferindo uma baixíssima resistência entre dreno e sócio na condução e Isso é ótimo porque dissipação dele vai ser muito menor ele vai ter uma resistência muito melhor quando estiver conduzindo Além disso os bjt Jesus transistores bipolares são gravados por corrente e o mosfet ao contrário é por tensão então a diferença de potencial entre o bilhete o sócio vai disparar ou não a corrente aqui do dreno para o sócio Isso é uma chave a chave que funciona essa maneira eu direto uma atenção aqui de creme de leite para as Force e ele conduz uma resistência baixa estima Entre esses: aqui Breno e suor Ok mas existem algumas alguns pontos importantes que nós devemos levar em conta ao fazer um circuito com mosfet uma coisa importante que a gente deve saber o seguinte e dependendo do tipo de sinal que eu vou usar aqui na entrada do cliente eu preciso saber se eu vou precisar de colocar um resistor aqui ou não é muito comum por exemplo se eu vou usar dentro dos tipos existentes de mosfet vou escolher um tipo é lembrando lá da da origem lá do primeiro vídeo que a gente falou que o mosfet tem o tipo de depressão e de intensificação sendo que o de depressão ele normalmente é tipo N E o de intensificação pode ser tipo N E tipo P nós vamos tratar aqui o dia intensificação tipo o Enem porque em 90 porcento dos casos ele é o tipo utilizado Ok então nós vamos tratar e esse modelo aqui tipo N de intensificação dentro desses modelos Você ainda tem hoje em dia os mosfets comuns a aplicação geral e tal aplicação de potência tudo mais e também os chamados Lógico que levam loja que levam nível Lógico tá os os mosfets nível Lógico que existem a seguinte característica a tensão de disparo dele também conhecida como ver gth ou seja atenção the threshold Thriller do gatt é atenção que dispara entre great resources ela é normalmente até 5 volts menor que 5 volts isso garante que ele tem uma compatibilidade direta para sinais que vêm por exemplo de microcontroladores de Arduino e outros circuitos lógicos que utilizam essas tensões mais baixas Isso é ótimo porque ele meio que casa já com a situação já os mosfets comuns podem ter um ver gth bem mais alto o e valores mais altos aqui também de rinite Então isso é importante é um ponto importante a pensar com isso dependendo do que eu tiver aqui dry Vando o meu mosfet vamos por seja um pique ou um Arduino por exemplo Só lembrando pessoal que é possível aí que fornece placas profissionais aqui para o canal continua com a promoção de cinco dólares 10 placas 10 por 10 é muito fácil pedir baixo botar as dimensões aqui 10 por 10 a 100 milímetros número de faces e clicar cotizar aqui você pode escolher várias características entre elas da cor da máscara de solda e acordar serigrafia muito fácil ao final koke calcular escolhi o tipo de frete e faz o upload do layout da Okay pessoal Voltamos para o nosso vídeo e ele vai ter uma saída aqui né eu posso conectar aqui direto ou não é possível fazer essa conexão um sinal indireto mosfet até seria possível mas não é recomendável pelo seguinte vamos lembrar aqui dentro do mosfet a característica dele é que o great não está conectado direto às demais funções então o que que o o quê que o Arduino pic microcontrolador seja o que for unidade lógica que você tem aqui enxerga do outro lado ele enxerga um capacitor a ficar enxergando um capacitor aqui na entrada Oh e vamos acordar lá do capacitor o que acontece quando o capacitor está descarregado e começa a ser carregado e o que é que o outro circuito enxerga enxerga um curto-circuito aqui porque Justamente na hora que o capacitor começa a carregar a impedância ele é baixíssima e conheço ele vai gerar uma corrente muito alta que vai drenar uma corrente muito alta no início da carga e isso pode dar problema Você pode até queimar a porta aqui do Arduino do Pic postar drenando a corrente altíssima veja que se não for eu não forem as resistências para asiáticas aqui e algumas capacitâncias também parasiticus que você tem daqui para cá né daqui para cá você tem capacitância parasita daqui para cá também ó e aqui no próprio fio entre resistência e outra outros fatores você vai ter uma corrente drenada uma conexão direta que pode chegar a rede amperes essas portas aqui elas vão entrego amperes de corrente né sempre são miliamperes alguma coisa essa hora então primeiro passo E se eu for trabalhar com um sinal de entrada que não tem carga suficiente para gravar o nosso mosfet sem riscos eu preciso botar um resistor limitador ali então aqui ó nesse ponto aqui vamos fazer nó de baixo eu vou precisar colocar um resistor de Gate RG e esse responde gente precisa ser calcular a primeira coisa se você for usar isso aqui se você não for usar o mosfet lógico que levam usar o mosfet comum e o teu sinal aqui de entrada tive recarga suficiente para alimentar muitas vezes esse restante é de prezado tá mas mesmo assim você pode calcular até para limitar garante uma corrente dentro de uma daqui lá na faixa Então vamos supor aqui nesse caso que o seu trabalha com 5 volts bom e que a porta lá de entrada dele tem uma capacidade de 20. 000 amperes com folga por exemplo com folga né então vamos lá que que eu vou fazer eu vou calcular um resistor para que a corrente com 5 volts não Face ou fique até na ordem de 20 mil amperes né Vamos lá seria atenção dividido pela corrente um time na pele e 0,02 250 ônibus então eu vou colocar um receptor aqui e 250 ovos nesse caso tá para 20 - parte 5 volts pois eu garanto que é corrente aqui limitada Então o meu pico melhor do hino seja o que eu conectar aqui nunca mais vai enxergar uma corrente tão alta ela vai estar limitada por conta do resistor Ok Isso garante um funcionamento tranquilo vai ter corrente suficiente porém não exagerado a ponto de danificar o meu o meu gerador de sinais aqui seja o circuito for o Ok Isso é um ponto importante que você calcular isso segundo ponto importante como ele é muito sensível mosfet é muito sensível o gay quando não tem nenhum sinal Ele pode receber algum tipo de sinal espúrio e disparar sem querer alguma coisa pode acontecer aqui no Gate ele pode pra quem sem querer para evitar que ele dispare sem querer eu preciso garantir que quando não tenha sinal aqui nesse ponto eu tenho esse ponto Zerado e como é que eu faço isso com chamado o resistor de pull-down né ou resistor de pull-down é uma estou comum que eu vou colocar aqui para o Terra nesse ponto aqui do leite pode ser por exemplo no posição falou muito alto senão vou acabar podendo conflitando aqui com a corrente que vem daqui tô desculpe muito baixo não pode ser muito baixo Para não complicar com a corrente que vem aqui do sinal na hora que vem um sinal e que eu vou botar um volume relativamente aos 10 k por exemplo outro K2 10k 12k tudo vão funcionar e eles vão garantir aqui embaixo em cima corrente esse ponto aqui tenha um atenção Zerado porque está conectado ao terra mas quando tiver um sinal aqui esse sinal vai prevalecer porque aqui vai corrente vai ser maior e eu vou ter atenção necessária entre Gate e sorte de modo que o dispare o meu nosso at lembrando que quando eu atingir o ver gth que essa atenção aqui de Gate para sorte quando ela for maior que um determinado valor que o lá no meu dele achei ele explica Qual é a gente vai mostrar isso lá na nesse documento o meu mosfet começa a a conduzir com isso a minha carga aqui ela liga ok então vamos ver agora esse é o primeiro. Né primeiro ponto de garantir o redutor de Gate e o resistor de pull-down feita essa parte da entrada elas estão no protegida nós vamos ver agora o que acontece aqui na parte da saída primeiro já sabemos que para conduzir a entrada que você tem uma atenção maior do que esse valor então tem que garantir que essa tensão aconteça aqui no caso de um lote que levo um pequeno Arduino vai Gerais vão gerar uns 5 volts aqui e o meu transistor vai funcionar se não for um lote que leva o Pode ser que precisa uma atenção maior do que 5 volt para arrumar aí você vai enxergar isso diretamente no dele achei tá você vai pegar aqui eu deixei dele e você vai ir até onde tem o valor da tensão de threshold muitas vezes ele dá aqui no início ou então você tem que localizar esse valor e nesse caso aqui tem aqui ó gate-source três show de volta tá e aqui tá chamando de vgs TH esse daqui é mínimo 2 e 4 e máximo de 4 Volts com essas o valores entre 24 volts ele vai conduzir Esse é o irf540 ok Um exemplo aqui que eu tô dando quantos paramos importantes para levantar no mosfet qual a tensão máxima de treino sócio seja três o máximo que você vai trabalhar na carga esse caso aqui é sem outros então pode trabalhar com circuito de baixa tensão tipo 5 10 15 20 minutos até sem volte a resistência de dreno para sócio quando ele tá ligado RDS homem tá ele diz que com vs de 10 volts o RDS on é 0,077 é céu valor máximo que que ele quer dizer ele quer dizer o seguinte quando ele está conduzindo se o meu vgs nesse caso aqui e ele é 10 volts porque essa resistência aqui de condução lavaria com com a tensão de Gate a partir do momento que ele liga ele tem um excesso um pouco maior à medida que se aumenta um pouco mais essa atenção e diminuir mais essa resistência Isso é bom né Por um lado que ele vai desculpar menos aqui porque a gente nem se você menor e tá dizendo que com 10 volts aqui ele vai apresentar uma resistência máxima de 0,077 ohms se você já foi mal risquinho é é no curto né praticamente um curto aqui em certo a mais extensa bem embaixo Embora tenha outros que têm resistência mais baixa do que esse daqui então outro parâmetro que você precisa saber Ok e o outro parâmetro importante que a gente precisa saber é com relação a dissipação né Depois que o que eu tenho isso tudo se eu vou desenhar um circuito Eu quero saber qual é o mosfet que eu vou escolher eu vou precisar saber qual a tensão máxima de dentro só super desse meu a minha carga atende nesse caso aqui vamos que o meu a minha carga aqui Trabalhe com 12 volts Tá eu já vi que aqui esse modelo ele permitissem volts então tá tranquilo vai funcionar a tensão de entrada aqui entre 2 e 4 volts né eu ver gth esse daqui é o áudio que leva por exemplo aí no caso do Arduino do eu vou conseguir gerar sua atenção na hora que ele tiver com nível alto e com isso ele vai arrumar também então até aí tá tudo bem agora ia em algum preciso usar dissipador não preciso com a gente precisa ver aí algumas algumas questões importantes com relação à temperatura né primeira coisa é a gente precisa saber Primeiro qual é a temperatura máxima se o seu mosfet aguenta a gente vem aqui ó em operating Jackson and Storage temperature and seria a temperatura máxima de junção e de armazenamento no caso aqui 175° então a minha temperatura máxima e Max vai ser 175° é o que ele suporta tá agora Outro fator importante temperatura ambiente Vamos mostrar uma temperatura ambiente média temperatura ambiente de 25 graus o Arthur graus Celsius aqui para ver 25 graus temperatura ambiente 175 a máxima do mosfet Ok como é que eu faço para calcular agora qual seria a potência máxima de dissipação no caso da dele tá com uma temperatura máxima eu preciso de mais um parâmetro importante aqui que é que são esses parâmetros aqui térmicos do mosfet então aqui eu consigo encontrar alguns parâmetros térmicos importantes a no caso a temperatura máxima Na verdade o fator máximo de junção para ambiente que esse reta Jotta A e aqui tá mentindo 62° por lote e que significa isso graus por ótimo não fica cada um ótimo cada um ótimo dissipado pelo meu mosfet sem dissipador ele aumenta a temperatura ambiente em 62° ambiente nele né na verdade ele vai ficar com a temperatura ambiente mais 60 é por causa um ótimo que ele disse para sem dissipador parece muito né por isso que quando você usou o mosfet aplicações de alta potência você precisa usar dissipador do contrário ele vai queimar então fumar 62 agora se eu quiser trabalhar com dissipador eu vou trabalhar com essa outra aqui Maximum junction to Case no caso essa daqui ela é de 11 contra 62 tô aqui ela só aumenta um grau para cada um ótimo quando eu uso dissipador adequado quando eu não uso 62° por lote Ok então esse é um outro para porque eu tenho colocar eu tenho que botar aqui no caso o centro secador então caso pior aí eu usaria a seguinte fórmula para calcular e vamos lá um cálculo aqui né nessa área é e seria o seguinte a potência máxima que eu vou calcular na verdade a potência máxima dissipada né aqui na minha conexão um dreno suor se eu vai ser a temperatura de função máxima que é chamada lá pelo fabricante menos a temperatura ambiente e sobre dividido né pelo meu reta ja100 dissipador o que vamos fazer esse cálculo aqui e ver qual seria a funcionar E qual seria esse essa potência máxima a potência máxima do meu mosfet sem dissipador vai ser TJ máximo temperatura máxima junção a gente já viu aquela 175° viemos temperatura ambiente Eu tô estimulando uma média de 25 graus sobre RJ RJ a 62 Ok vamos fazer aqui rapidamente nesse cálculo Ah e vê quanto é que dá sempre se 175 - 25 150 / 62 2,42 tome a potência máxima e vai ser 2,42 whats e parece pouco né se você for vir aqui que o que ele diz aqui no dinheiro achei que a potência máxima dele é 150 watts e como é que eu posso calcular 2,42 mão e esse é o cálculo se o meu mosfet tivesse trabalhando na 25 graus o que acontece é que ele esquenta como ele esquenta Eu não tenho nada que mantenha ele é 25° a minha temperatura máxima para temperatura máxima que ele pode atingir a potência seria 2.

42 Whats acima disso ele vai esquentar demais para queimar e a mim então que 175 horas que 150 watts é isso que tá aqui no Esse é com dissipador é com uma condição que mantém a ele a 25° ele pode dissipar 150 e pode consumir 150 ali desde que você trabalhe com temperatura que mantenha o case dele não a temperatura 25 graus e para isso usa-se o algum tipo de refrigeração em relação a água dissipadores seja o que for mas para simplificar vamos usar o 2 42 para ver se a gente consegue trabalhar com esse circuito aqui sem nenhum tipo de Principado tá se precisar a gente pode dissipador então vou apagar aqui para gente agora fazer os cálculos da verificação se necessitar a ou não delicado uma pessoal vamos calcular então e eu calculei lá pela fórmula da junção que a potência máxima dele seria 2. 44 Whats eu usei para fazer esse cálculo aqui só as características que estão aqui no de lixeiros tá não é do meu circuito é do mosfet 2. 44 sem dissipador e o próprio da Elite me disse que a resistência ligado dele de dreno para sócio é 0,077 ohms bom Agora vou calcular potência máxima para saber se vou usar ou não dissipador aí sim eu vou trabalhar com meu circuito então o cálculo vai ser com a fórmula tradicional que a potência é a corrente ao quadrado vezes a resistência e Resistência é essa é o RDS 11 vezes rdes11 que a resistência do mosfet quando ele está conduzindo Ok vamos lá qual seria a minha corrente aí eu vou terminar Vamos lá minha carga tem conta que 2 amperes 3 amperes Vamos botar 4 amperes é a minha casa tem 4 amperes então vamos fazer o seguinte potência = 4 amperes ao quadrado vezes rs on quem é redención tá aqui ó e no de liecht 0,077 se característica do transtornado mosfet 0,077 Quantos lotes dará isso vamos lá quatro quadrado 16 x007d eu 1,23 dois 1.

232 Whats e o significa o seguinte sem dissipador ele suportaria 2. 44 então eu posso trabalhar porque a minha carga vai gerar uma potência aqui de dissipação no mosfet de 1,2 32 whats ou seja a metade da capacidade dele não preciso de dissipador nesse caso embora a carga tenha não tem uma corrente considerável né mas eu calculei por conta da Resistência tão baixa que ele tem participação não mosfet vai ser muito pequena mas se desta ordem se for acima disto aqui Aí sim hein Bom dia e usar um dissipador de calor Ok Esse é um outro ponto que a gente precisa calcular Então até agora já colocamos. .

. Importantes vamos calcular um último para fechar calculamos o resistor de Gates que é responsável por garantir que é corrente aqui não seja muito alta na partida que quando ele é chaveado por conta da capacitância de entrada o restou de pull-down para garantir que ele não chaveiro sozinho aqui calculamos a potência para saber se vai precisar ou não de dissipador de calor e o outro ponto um pouco menos comum de ser calculado mas é importante porque se você vai trabalhar por exemplo sinais de muito rápido eu preciso de um chaveamento muito rápido é importante saber qual o tempo de transição do transístor o tempo que ele leva para a chave ar Dior para homem isso é pode ser muito importante em circuitos lógicos de alta velocidade tá em outro tipo de chaveamento pode ser até depressivo a gente não calculou isso em alguns casos é importante saber então vamos calcular essa questão isso aqui Depende muito do seguinte como ele tem esse capacitor aqui na entrada não é um capacitor de verdade né Tem uma carapaça e Trança de Gate algumas capacitâncias parasíticas a gente vai fazer um cálculo simplificado existem cálculos super complexos para isso mas isso é uma forma de fazer aproximada simplificada que funciona perfeitamente a gente tem uma ideia de qual vai ser o tempo de chaveamento ele aqui tá Então vamos lá primeiro primeiro parâmetro importante a conhecer a gente precisa olhar de novo o Datasheet dele para poder verificar uma informação importante essa informação aqui que encher máximo O que é de carga carga elétrica em Colombo tratando com capacitância capacitância do capacitor armazena carga carga medida em Colombo Ok quem não conhece bem esse assunto recomendo viu o vídeo sobre capacitores aqui temos carga máxima em nanocoulombs 72 eu vou anotar esse esse número tá porque ele vai ser importante então eu vou lá tá aqui ó que máximo e é igual a 72 nanocoulombs tá Mc e esse é o ponto uma forma importante que a gente quiser saber e a carga Essa forma eu já é conhecido né é igual a corrente E no caso aqui vai ser a corrente de que a carga que vai passar aqui ao carregar o meu mosfet vai ser a corrente de gay que multiplica com o tempo Essa vai ser a carga que vai passar aqui durante o processo de carga vamos lá eu quero calcular o tempo Justamente esse tempo que ele vai levar para carregar porque o meu mosfet pessoal pense bem se ele tem um capacitor ele só vai te parar quando esse capacitor essa capacitância né vamos lembrar não é o capacitor essa capacitância intrínseca dele quando ela estiver carregada por onde tiver carregado é que ele dispara aqui e fecha o circuito fazendo a condução esse tempo de carga dessas capacitações entre secas é o meu tempo de disparo do mosfet é o que eu quero saber se ele vai demorar depois que venha pulso quanto tempo ele leva para disparar Ok Isso é importante em circuitos críticos que precisa de temporização que trabalhem com lógica né contemporização bom então uma é que máximo eu tenho 72 núcleos Então vamos trabalhar com que máximo dele né que é o quê e ele se carrega completamente nova 72 que multiplica corrente de Gate tá lá vamos lá conhecer gay te lembra lá atrás quando eu falei que esse cara aqui vai ser disparado por um por um pique álcool o Arduino com 5 volts e 20 milhanperes e por isso eu calculei os 250 ohms aqui então a corrente de Gate aqui desprezando que eu também vou ter uma atenção aqui voltando testando aqui para cá na verdade essa corrente vai ter uma certa alteração mas a gente vai simplificar as para não complicar os cálculos porque dá bem aproximaram e vou considerar que tem 20. 000 amperes né então corrente de Gate vai ser 20 Million pesca é 20 vezes 10 a menos 3 que multiplica o tempo tá lembre-se que 72 é nanocoulombs você lembra de dano Qualquer ano em em notação científica é dez a menos nove né pesa menos lá então vamos e o tempo vai ser 72 vezes 10 a menos nove sobre 20 x 10 a menos 3 vamos fazer aqui Tempo Agora sim tempo 72 vezes 10 a menos nove que a 72 quilos isso aqui você pega lá no de Elite dividiu pela minha corrente de Gate 20 vezes 10 a menos 3 nós vamos fazer o cálculo agora que tempo é esse Qual é o tempo vai dar vamos lá então calcular que se você tem até 2 vezes 10 a menos 9:00 / 20 x 10 a menos 3 e último aqui ó vamos ver quantos dias tem aqui tá vou botar em notação científica e deu 3,6 x 10 a menos 6 os 10 a menos 6 é micro né então deu 3,6 microssegundos esse é o tempo de chaveamento do meu mosfet então ele é Depende do que primeiro depende do mosfet porque depende uma festa que eu tenho que saber se que máximo aqui então por isso tem o número dele aqui 72 que eu peguei lá no dele achei ele depende da corrente de Gate dia 20.