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Jul 13, 2023

FET : Des efforts amusants ensemble

La dernière fois, nous avons examiné les bases, les détails, les nuances et les mises en garde du FET. Cependant, les FET ne se limitent pas aux bases – passons en revue les utilisations du monde réel, dans toute leur merveilleuse variété ! Je veux montrer

La dernière fois, nous avons examiné les bases, les détails, les nuances et les mises en garde du FET. Cependant, les FET ne se limitent pas aux bases – passons en revue les utilisations du monde réel, dans toute leur merveilleuse variété ! Je veux vous montrer un tas de circuits sympas où un FET convivial, en particulier un MOSFET, peut vous aider - et, en cours de route, j'aimerais également vous présenter quelques FET qui, je pense, pourraient tous être utiles. bonne amitié à long terme avec. Si vous ne les connaissez pas déjà, bien sûr !

C'est peut-être l'utilisation la plus populaire d'un transistor NPN : piloter des bobines, comme des relais ou des solénoïdes. Nous sommes assez habitués à piloter des relais avec des BJT, généralement un NPN – mais il n'est pas nécessaire que ce soit un BJT, les FET feront souvent tout aussi bien l'affaire ! Voici un N-FET, utilisé exactement dans la même configuration qu'un BJT typique, sauf qu'au lieu d'une résistance de limitation de courant de base, nous avons une résistance grille-source - vous ne pouvez pas vraiment souder le BJT et souder le FET après vous avez conçu la carte, mais autrement, c'est un remplacement assez fluide. La diode de roue libre (protection contre les champs électromagnétiques) est toujours nécessaire lorsque vous commutez le relais et que la bobine produit des tensions farfelues en signe de protestation, mais bon, tous les aspects ne peuvent pas être supérieurs.

La raison pour laquelle vous pouvez le piloter de la même manière est assez simple : dans le circuit NPN habituel, le relais est piloté par un GPIO de niveau logique de 3,3 V ou 5 V, et pour les FET à petit signal, c'est bien dans les limites de Vgs. Cependant, si votre MCU est équipé de GPIO de 1,8 V et que le Vgs de votre FET ne le coupe pas tout à fait, un transistor NPN est une solution plus avantageuse, car celui-ci fonctionnera tant que vous pourrez fournir le peu de courant et le maigre 0,7 V nécessaire. .

Et voici nos deux premiers transistors conviviaux, 2N7002 et BSS138 – ce sont tous deux des N-FET à petit signal, parfaitement adaptés à ce genre de travail. Le 2N7002 est une pièce assez classique – vous le verrez souvent partout où un N-FET peut s'adapter. Le BSS138 est très similaire, avec une plage Rds un peu plus élevée, mais une plage Vgs un peu inférieure – vous le verrez dans certains schémas Sparkfun ou Adafruit. Vous pouvez en acheter en toute sécurité un certain nombre et les utiliser dans vos circuits chaque fois que vous avez besoin d'un petit N-FET que vous pouvez piloter avec un GPIO.

Bien sûr, il y a bien plus que les petits FET de niveau logique – par exemple, si jamais vous aviez besoin de décaler le niveau de quelques signaux d'avant en arrière, vous auriez peut-être utilisé ces petites cartes de « changement de niveau » avec quatre parties SOT23. Ces pièces SOT23 sont en fait des FET, et notre [Jenny List] a couvert ce type de changement de vitesse dans son article détaillé sur le changement de niveau. Cette méthode est également peu coûteuse, simple et fonctionnera avec l'écrasante majorité des signaux que vous souhaiterez changer de niveau – raisons de plus pour faire le plein de N-FET à petits signaux !

Voici le circuit toujours aussi merveilleux qui vous permet d'effectuer une protection contre l'inversion de polarité sans perte avec un FET ! Vous pouvez utiliser l’un ou l’autre type de FET – souvent, un P-FET est utilisé pour cela, car avoir un terrain d’entente ininterrompu présente ses avantages, mais un N-FET fonctionnera également. Cette méthode de protection contre l'inversion de polarité est bien meilleure que l'utilisation d'une diode série, car vous ne gaspillez pas autant d'énergie - avec 1 à 2 A de consommation d'énergie, une diode peut vous faire perdre plus de 1 W d'énergie en chaleur.

Si Vgs n'est pas supérieur à votre entrée de puissance attendue, tout ce que vous avez à faire est de relier la porte d'un P-FET à la broche négative, de connecter l'entrée d'alimentation à la broche positive et de faire en sorte que la broche de drain soit la sortie. Sinon, si votre tension d'entrée risque de dépasser les seuils Vgs ou d'inverser les seuils Vgs, vous souhaiterez ajouter une diode Zener et une résistance pour fixer la tension. Ce type de protection contre l'inversion de polarité est bon marché, sans perte et peut absolument sauver vos composants d'une mort ardente.

Bien sûr, à moins que votre circuit ne consomme assez peu, vous souhaiterez aller au-delà des FET à petit signal – qu'en est-il de la puissance d'entrée d'une carte de développement sur laquelle vous travaillez ? Peut-être pourriez-vous même utiliser le même type de FET que vous utiliseriez pour les périphériques de commutation haut de gamme ? Examinons des FET plus puissants, en particulier quelques P-FET petits mais efficaces, capables de gérer des courants plus élevés sans transpirer.