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Jul 13, 2023

FET: 一緒に楽しい取り組みを

前回は、FET の基本、詳細、ニュアンス、注意点について見てきました。 ただし、基本だけが FET のすべてではありません。その素晴らしい多様性のすべてを実際に使用してみましょう。 見せたい

前回は、FET の基本、詳細、ニュアンス、注意点について見てきました。 ただし、基本だけが FET のすべてではありません。その素晴らしい多様性のすべてを実際に使用してみましょう。 フレンドリーな FET、特に MOSFET が役立つクールな回路をたくさん紹介したいと思います。また、その過程で、皆さんにも使えそうな FET をいくつか紹介したいと思います。 ～との長期にわたる良い友情。 あなたがまだそれらを知らないなら、それはそうです！

おそらく、NPN トランジスタの最も一般的な用途は、リレーやソレノイドなどのコイルの駆動です。 私たちは BJT (通常は NPN) でリレーを駆動することにかなり慣れていますが、BJT である必要はなく、多くの場合、FET が同じように機能します。 これは N-FET で、一般的な BJT とまったく同じ構成で使用されます。ただし、ベース電流制限抵抗の代わりにゲート-ソース抵抗がある点が異なります。BJT をはんだ付けしてから FET をはんだ付けすることはできません。ボードの設計は完了していますが、それ以外の場合は非常にシームレスに置き換えることができます。 フリーホイール (逆起電力保護) ダイオードは、リレーを切り替えたときにコイルが抗議の異常な電圧を生成するときに必要ですが、すべての側面が優れているわけではありません。

同じ方法で駆動できる理由は非常に簡単です。通常の NPN 回路では、リレーは 3.3 V または 5 V ロジック レベルの GPIO によって駆動され、小信号 FET の場合、それは Vgs の範囲内に十分収まります。 ただし、MCU に 1.8 V の GPIO があり、FET の Vgs がそれを十分にカットできない場合は、NPN トランジスタの方が有利な解決策です。NPN トランジスタは、必要なわずか 0.7 V のわずかな電流を供給できる限り動作するためです。 。

そして、こちらが最初の 2 つの使いやすいトランジスタ、2N7002 と BSS138 です。どちらも小信号 N-FET で、まさにこの種の仕事に適しています。 2N7002 は非常に古典的な部品であり、N-FET が収まる場所ならどこでもよく見かけます。 BSS138 は非常に似ており、Rds 範囲が少し高くなりますが、Vgs 範囲が少し低くなります。Sparkfun または Adafruit の回路図で確認できます。 これらのいずれかを安全に大量に購入し、GPIO で駆動できる小型の N-FET が必要なときにいつでも回路で使用できます。

もちろん、小型のロジックレベル FET にはそれだけではありません。たとえば、いくつかの信号を前後にレベルシフトする必要がある場合は、4 つの SOT23 パーツを搭載した小型の「レベル シフター」ボードを使用したことがあるかもしれません。 これらの SOT23 パーツは実際には FET であり、私たちの [Jenny List] はレベル シフトに関する広範な記事でこの種のシフターを取り上げています。 この方法は安価でシンプルであり、レベルシフトしたい信号の圧倒的多数で動作します。だからこそ、小信号 N-FET を買いだめする理由がさらにあります。

これは、FET を使用して損失のない逆極性保護を可能にする、これまでにないほど素晴らしい回路です。 どちらの種類の FET も使用できます。多くの場合、中断されない共通グランドを持つ利点があるため、この目的には P-FET が使用されますが、N-FET も機能します。 この逆極性保護方法は、直列ダイオードを使用するよりもはるかに優れており、ほとんど電力を無駄にしないためです。消費電力が 1 ～ 2A の場合、ダイオードは 1W 以上の電力を熱に浪費する可能性があります。

Vgs が予想される電源入力より高くない場合は、P-FET のゲートをマイナス ピンに接続し、電源入力をプラス ピンに接続し、ドレイン ピンを出力にするだけです。 それ以外の場合、入力電圧が Vgs を超えるか、逆 Vgs しきい値を超える可能性がある場合は、電圧をクランプするためにツェナー ダイオードと抵抗を追加する必要があります。 この種の逆極性保護は安価で損失がなく、コンポーネントを激しい死から確実に救うことができます。

もちろん、回路が非常に低電力でない限り、小信号 FET を超えたものにする必要があります。開発中の開発ボードの電源入力はどうでしょうか? おそらく、ハイサイドスイッチング周辺機器に使用するのと同じ種類の FET を使用することもできるでしょうか。 より強力な FET、具体的には、汗をかかずに大電流を処理できる、小型ながら優れた P-FET をいくつか見てみましょう。