Transistörleri Anlamak, Transistörü nasıl sürmeliyim.

Aslında, çoğu kaynakta daha kolay olduğu için, sense direncini devre sonuna bağlayın diyor. microchip'in mesela app note'larının çoğunda bu şekilde tarif edilmiş. tabi bunun sebebi çoğunlukla daha az malzeme ile ölçüm yapabilmek. fakat sense direncini devrenin sonuna koyun diyen kaynaklar, sense direncinin ne olduğunu merak eden birisinin, transistörlere de tam hakim olamayabileceğini düşünerek dikkat edin transistörlerinizi bozmayın cümlesini pek eklemiyorlar

Ancak yine düne kadar sense direncini devrenin sonuna koymanın, be voltajlarını komple değiştireceğinden bi haberdim sorularım bilgili görünebilir, Aslında oldukça bilgiliyim de. ancak zincirin bir halkası eksik olduktan sonra koca bir bilgi zinciriniz olması bir işe yaramıyor.
simülasyon programlarına rağmen bozuk komponent çekmecem var işin aslı, oralarda gördüğüm voltajları ve değerleri nasıl yorumlamam gerektiğini yeni anladım denebilir

Ayrıca bozuk komponent çekmecem uzun yıllardır var öyle bir çekmece düşünmemin sebebi de, bi ara vaktim olduğunda bu komponentleri bir nevi lego gibi kullanarak değişik sanatsal faaliyetler gerçekleştirmek.
 
Transistor konusu iyice kızıştı. Kaptanın seyir defterine bir ekte ben yapayım. Transistor kişisi basit dc akımlarda çok mülayimdir. Base- emiter eklemi arasında 0,6 voltu biraz aşan gerilim uyguladığınızda hiç itiraz etmeden ayrık olan bacaklarını (kollektor-emiter eklemini) birleştirir. Bunu hemen hemen tüm transistorler böyle yapar. Basit işlerde kullandığınız transistorun tipi çok da önemli değildir birinin yerine başka birini takın pek mırın kırın etmeden çalışır. Ama konu biraz akım akıtmaya, biraz koşturmaya geldimi hemen naz yapar, yüzü kızarır, tüm vucudunu ter basar. Sizi mahçup eder. Güç elektroniğin de kullanılacak transistorün doğru aday olup olmadığının bilinmesi dışında ciddi devre tasarımı da bilmek gerekir.
 
Bence bu transistör konusunu iyice kızıştırmak lazım Elektronikte herşey transistör olmasa da, önemli bir rolü var. hemen hemen her devrede iyi kötü transistörler ile muattap oluyoruz.
 
Hadi bakalım. Atıyorum taşı kuyuya

Madem bu transistör konusunu kızıştıracağız, Amatör adamın bu konuyu iyice anlayacağı hale getirek.
Günümüzde hobi elektronikleri de artık bir çok profesyonel devre kadar gelişti ve gelişiyor da. eskiden hobici adam step motor dediğinde 6 voltluk 200mA lık step motorlar olurdu. Şimdi internette görüyorum ki adam 8 amper step motor için sürücü yapmaya kalkıyor ( Ben bile olabilirim )

Delinin taşı :
Biraz araştırdım. Mosfetleri sürmek için en ideal yol mosfet sürücülermiş. Ancak şöyle baktığımda, iki tane mosfet'i sürmek için onların 5 katı mosfet sürücü fiyatı var. Hem gerektiğinde mosfet sürücü yine kullanılabilir. önemli olan mantığını anlamak. Bence profesyonel birisi bile, mosfetleri ticari devrelerinde mosfet sürücüyle başarılı şekilde yapabiliyorsa bile, en azından bir kere, devre elemanları ile sürücü katı yapmalı ki, devreleri daha başarılı olsun.


Şimdi anladığım kadarı ile, Power mosfetler istisnalar hariç genelde VGS akımları maksimum 20 volt civarında. Mosfet sürücüler de bu mosfetleri genelde 10v ile 20 volt arasında sürüyor.

Zaten bu konuyu açaldan beri belki 30 ayrı mosfet'in datasheet'ini inceledim. Bir çok arkadaş bu konunun geçen mesajlarında, mosfetlerin gate ucunu kapasitör gibi düşünmek gerek demişti. O zaman ben şunu anladım. mosfet'in gate'i bir kapasitör ise, mosfet'i hızlı şekilde anahtarlayabilmek için, gate kapasitörünü çok hızlı bir şekilde şarj etmek, ve yine çok hızlı bir şekilde deşarj etmek gerek. Bunu doğru mu anlamışım?

Eğer öyle ise, gate'i maksimum voltajına yakın sürmek daima iyi olacaktır diye düşünüyorum.

Benim şu an elimde bolca irf530 var. Bunun Max VGS voltajı 20 volt. mesela bir sürücü katı yapsam, ve bu sürücü katı, irf530'un gate'ine 18 volt verse, gate kapasitörü çok hızlı şekilde şarj olup, mosfeti de hızlı bir şekilde açabilecek değil mi?
Eğer bu doğru ise;
şu aşağıdaki devrede, R1 direnci olmak zorunda mı? olmazsa ne olur? olursa ne olur?



Benim anladığım, gate'in hızlı şarj olması için, gate'e verdiğimiz voltaja göre de akım geçmesine izin vermeliyiz. bir çok internet devresinde mosfet önüne 1k direnç bağlanmış. şimdi düşünüyorum, biz ıvır zıvır devrelerde, kapasitörün şarjının yavaşlaması veya deşarj olması için genelde direnç kullanıyoruz.
O zaman bu adamların yaptıkları aslında anahtarlama için doğru değil?
Şimdi ben gate'e 18 volt vermek istersem, ve 1k direnç ile yaparsam yuvarlak hesap 17.5 - 18mA akım vermiş olacağım diye anladım. bu da gate kapasitörünün şarjını nihayetinde yavaşlatacaktır.


Yukarıdaki devrede neyi neden yaptığımla ilgili fikirlerim şöyle :
R1 direnci benim düşünceme göre ya olmamalı, oluyorsa da mümkün olduğunca küçük bir direnç olmalı ( mosfet'in Max. gate akımını geçmeyeceğinden emin olacağımız şekilde mümkün olan minimum!)

Q2 transistörü pnp. 5 volt logic sinyali ile Q2 transistörünü aç kapa yapmak çok sıkıntılı ( 5 volt, 18 volttan küçük olduğu için Q2 pnp'sine bir nevi GND etkisi yapıyor ve transistör asla kesime geçmiyor. )

Bu yüzden Q2 yi +18 volt ile sürerek sürekli kesimde tutuyorum. logic sinyali geldiğinde Q3 transistörü, Q2 nin base'ini topraklayıp Q2 nin iletime geçmesini sağlıyor. Q2 transistörü 18 volt ve yaklaşık 150 - 200 mA ile irf530'un gate'ini sürüyor. ( bu arada bc557 max. 100mA iletebiliyormuş. Bunu farketmeden önce çizmiştim bu devreyi. bi daa da kullanmam namussuzu biz bu devre için 200mA ile sürebildiğini varsayalım gitsin olur mu )

Q3'ün logic sinyali geldiğinde, zincirleme olarak Q2 kapanıyor ve irf530'un gate kapasitörünün şarjı kesiliyor.

Eğer bu gate ucu kapasitör ise, diye düşünerekten, Mosfetin hızlıca kesime gitmesi için hızlı şekilde de deşarj olması gerek diye düşünüp devreye Q4 transistörünü ekledim.

Q4 transistörü, Q3'e logic sinyali gelmediği zaman, Q2 transistörü gibi +18 volt besleme aldığından açık oluyor. böylece logic sinyali yokken mosfet'in Gate'i doğrudan topraklanıyor ve ZORT diye deşarj oluyor.
Q3'e logic sinyali geldiğinde, Q2 base'i topraklanıp iletime geçerken, Q4 base'i topraklanıp kesime gidiyor.

Benim mantığıma göre bu devre Mosfet'in gate'ini CAZIRT diye şarj edip, COZURT diye deşarj ederek çok hızlı anahtarlamaya imkan vermeli.

Osiloskop'um olmadığı için devreyi denesem bile, oluşan sonuçları gözlemleyemiyorum ne yazıkki.

Son olarak, D1 diyot'u indüktör üstünde oluşan gıcık akımları bertaraf etsin diye var. Araştırıp öğrendiğime göre, bu diyota seri olarak bir direnç bağlarsak, Sürdüğümüz şey bir motor ise, Oluşan EMK voltajları motor içerisinde değil, bu direnç üzerinde ısıya dönüşeceğinden, motora bir nevi ısı koruması ve EMK nın daha hızlı bertaraf edilebilmesi için bir seçenek daha sunmuş oluyor.

Ayrıca sanırım bu bc547 ve bc557 zımbıldakları oldukça eski modeller. İnternette gördüğüm bunların yerine herkes 2n3904 ve 2n3906 kullanıyor. Sizce çok farkeder mi?

Mosfet'in gate'ini 18 volt ile sürdükten sonra, 100ma veya 500ma ile beslemek çok farkeder mi?

Yeterince hızlı anahtarlasak bile, mesela bir motor uygulamasında, mosfet'in tam doyuma ulaşması 10ns sürse, saniyede 2000 - 3000 anahtarlama, hatta işin içine akım kontrolünü de sokarsak, 30 - 40khz anahtarlama hızları gerekiyor. Bu durumda, bu 10ns'ler her anahtarlamada birikip transistör doyuma ulaşıp kesime gidene kadar kayıplar ve transistörde ısılar demek değil mi?
Haksızmıyım hakim bey. bu da mı gol değil !?

40khz de sürme işlemi yapmak istesek, 25 mikrosaniye bir pwm periyodu oluyor. o da fena değil. Ama gate'i yavaş şarj - deşarj ederek anahtarlama hızını 1 mikrosaniye civarına denk getirsek bile, bence yavaş. o yüzden, mosfet'i tam verimde kullanmak için yukarıdaki gibi bir sürücü devresi planlamak gerek diye düşündüm ben.
 
Son düzenleme:
Anahtarlama kayıplarını minimumda tutmak için doğru
R1 direncinin görevi daha çok mosfeti süren devreyi korumak, tepe akımını sınırlamak amaçlı. Öte yandan yüksek akımlı devrelerde anahtarlamayı çok hızlı yapsanızda endüktif yükler sürerken oluşacak pik gerilimleri azaltmak, snubber devrresini rahatlatmak için mosfetin anahtarlama hızı istenerek de düşürülebilir. Sonuçta güç bir yerde harcanacak, ya mosfet üzerinde yada snubber da.

Bu arada devrede Q2 transistörü ters bağlı.


Mosfet'in gate'ini 18 volt ile sürdükten sonra, 100ma veya 500ma ile beslemek çok farkeder mi?

Gate kapasitesinin başlangıçta boş olduğunu düşünürseniz, gate direnciniz de 50R ise ve sürücünüz de 100mA verebiliyorsa o 18V çökmeyecekmi ?.
Nette bolca bulabileceğiniz kapasitör şarj- deşarj hesaplayıcılarına bi bakın. Kapasitör geriliminin gate voltajına göre ara bölgede olduğu süre boyunca mos yüksek direnç gösterecek, üzerinde daha fazla güç harcanacak.


Sonuç olarak mosfet sürmek için mos sürücü kullanmak kaçınılmaz. Pull-up direnç vs. gibi uygulamalar düşük voltajlı veya düşük frekans da anahtarlama için kullanılabilir.
Kendi adıma hazır bir mosfet sürücü chip kullanmayı tercih ediyorum. Yada izole DC-DC çevirici + opto.

Motoru beslediğiniz voltaj Vgs den büyük olduğunda High side sürmek sıkıntı olur. Bunun için ya boostrap sürücüler yada izole gerilim kaynağı + opto kullanımı kaçınılmaz oluyor. İster ayrık elemanlarla, ister hap gibi chiple.
 

zaten ille de mosfet surucu kullanmayalim demiyoruz ki nasil yapabilecegimizi, olayin ozunu ogrenmek niyetim benim.

o halde mosfetin gate kapasitansina gore ne kadar gerilim ve akim uygulayinca ne kadar surede sarj olabilecegini hesaplayip voltaj ve direnc degerlerini vs ona gore ayarlayacagiz. Dogru anladiysam tabi.

O zaman bu yaptigim devrenin yanlisi yok? Surasi gereksiz diyebilecegimiz yeri de yok?

Q2 ye bisey diyemeyecegim. Proteus nasil verdiyse oyle pc basina gecince bi kontrol edeyim bakayim. Calistir deyince proteus calistiriyor gerci.

son olarak simdilik kendi adima low side n-channel mosfetler izerinden gidiyorum. Onu iyice sogurup ondan sonra high side a gecicem.


Son olarak telefonda alinti yapmayi beceremedim. O zaman o 18 volt cökmeyecek mi dediginizden bisey anlamadim ( benim cahilligimden ) cokmeknedir? Nereye neden cokuyor? Surucum 200ma ve 18v verebiliyor olsun. Ben de gate'e 18 volt 100ma verirsem 18 volt neden coksun ( cokmenin ne oldugunu anlayinca belki anlamli gelir )
 
Gate kapasitesinin başlangıçta boş olduğunu düşünürseniz, gate direnciniz de 50R ise ve sürücünüz de 100mA verebiliyorsa o 18V çökmeyecekmi ?.


Bom-boş kondansatörü şarj etmek için çekilen akım (yani ilk andaki akım) en büyük değerdedir, kondansatör şarj oldukça çekilen akım azalır.

Gate direnci bu bomboş andaki akım sıçramalarını önlemek için kullanılır,

arkadaşın dediği şu; eğer akım sıçraması için kullandığın direncin değeri az ise akım yine sıçrar ama senin sürücü devre akımı çıkmak istediği noktaya çıkaramazsa çöker yani gerilim değeri (yani 18 V, gate uyguladığınız gerilim) düşer-azalır.

Q2 benim de kafama takılmıştı,
Demek tersmiş...
 
Arkadaşlar yarı iletken üreticilerinin sitelerinde bir sürü app. notları var. Neden ara sıra okumuyorsunuz.
 
Bu siteyi kullanmak için çerezler gereklidir. Siteyi kullanmaya devam etmek için onları kabul etmelisiniz. Daha fazla bilgi edin…