Selecionando um MOSFET para direcionar a carga da lógica

Estou procurando acionar uma fechadura magnética de uma porta de um Arduino. Encontrei uma pergunta sobre como dirigir um solenóide a partir de um Arduino , que inclui um circuito que parece perfeito para esse tipo de situação:

Dirigindo um dispositivo com um MOSFET

O que não entendo é como selecionar um MOSFET para o trabalho. Quais propriedades devo procurar, se conhecer meu nível lógico, tensão e corrente do dispositivo?

Nesse caso, é uma lógica de 5V e a carga é executada em 12V / 500mA, mas seria bom conhecer a regra geral.

— Polinomial
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Respostas:

Você tem um problema de luxo: existem milhares de FETs adequados para o seu trabalho.

1) o nível lógico. Você tem 5 V e provavelmente menos de 200 mV ou menos quando desligado. O que você precisa é , que é a tensão limite do portão, na qual o FET começa a conduzir. É fornecido para uma corrente específica, na qual você também deve ficar de olho, porque pode ser diferente para FETs diferentes. Útil para você ter no máximo 3 V a 250 µA, como no FDC855N . A 200 mV (ou menos), você terá uma corrente de fuga muito menor que isso. $V_{GS(th)}$

2) máximo contínuo. 6.1 A. OK. $I_D$

3) o : $I_D / V_{DS}$

insira a descrição da imagem aqui

Este é novamente para o FDC855N. Ele mostra a corrente que o FET afundará em uma determinada tensão de porta. Você pode ver que são 8 A para uma tensão de porta de 3,5 V, o que é bom para a sua aplicação.

4) . A resistência ligada determina a dissipação de energia. Para o FDC855N, é no máximo 36 mΩ a 4,5 V de tensão de porta, a 5 V será um pouco menos. A 500 mA, isso causará uma dissipação de 9 mW. Isso é mais do que bom o suficiente. Você pode encontrar FETs com números melhores, mas realmente não há necessidade de pagar o preço extra por eles. $R_{DS(ON)}$

5) . A tensão máxima da fonte de drenagem. 30 V para o FDC855N, portanto, para o seu aplicativo de 12 V, OK. $V_{DS}$

6) pacote. Você pode querer um pacote PTH ou SMT. O FDC885N vem em um pacote SuperSOT-6 muito pequeno, o que é bom, dada a baixa dissipação de energia.

Portanto, o FDC855N funcionará bem. Se você quiser, pode dar uma olhada na oferta da Digikey. Eles têm excelentes ferramentas de seleção e agora você conhece os parâmetros a serem observados.

— stevenvh
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Impressionante, tenho certeza de que entendi agora. Eu estava olhando para o IRF520N do International Rectifier, que tem Vgs de 2,0V, mas menciona um limite máximo de Vgs de 4,0V na mesma tabela. O que isso significa? Em seguida, mostra um gráfico Vgs / Id com números Vgs chegando a 10V. No gráfico, parece que o ID em Vgs = 5V é mais do que alto o suficiente para minhas necessidades. Eu olhei para o IRF520N porque posso comprá-los localmente por ~ 0,21 cada em casos TO220.

— Polynomial

2 V é mínimo 4 é máximo. Isso não deixa muito espaço para você, lembre-se de que são apenas 250 uA, mas o gráfico mostra tipicamente 4,5 A a 5 V, então provavelmente está OK. Eu me inclinaria mais para o FDC855N, no entanto, já que isso é no máximo 3 VGS (th).

— 21412 stevenvh

Ah, entendi agora - o Vgs (th) min deve ser maior que a tensão de vazamento lógico e o Vgs (th) max deve ser menor que a alta tensão lógica normal. Excelente. Provavelmente vou comprar o STP55NF06, pois é barato e localmente acessível. Obrigado por toda a ajuda! :)

— Polinômio 19/07

@stevenvh como consideramos a dissipação de energia quando selecionamos o transistor FET (dado o cenário da pergunta)?

— JeeShen Lee

Ω

$\Omega$

Você precisa de um MOSFET que se ligue totalmente com sua entrada de 5V; a especificação a ser procurada é Vth (tensão de limiar).
Observe que este valor é apenas o início da ativação, portanto a corrente da fonte de drenagem ainda será muito baixa (geralmente você vê Vds = 1uA ou semelhante como uma condição observada)

Portanto, se o seu Vth for, por exemplo, 2V, você provavelmente precisará de 4V para ligá-lo bem - a folha de dados terá um gráfico Vg vs Id / Vds para mostrar o quanto o MOSFET será ativado com tensões de porta diferentes.
Rds é a resistência da fonte de drenagem, que pode dizer quanta energia o MOSFET dissipará (por exemplo, Id ^ 2 * Rds)

Também é necessário que ele seja classificado para a tensão máxima da fonte de drenagem e a corrente da fonte de drenagem (Vds e Id), que é, no seu caso, 500mA e 12V. Então, algo como Vds> = 20V e Id> = 1A vai ficar bem.

— Oli Glaser
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