Ponte H com MOSFETs?

[gustavo 555]

Opa, eaw galera, td bem?

Bom... Galera vou fazer uma ponte H com mosfets, que acho que vai me ajudar a entender o funcionamento dos mesmos, mas é claro estou estudando eles antes de começar a montar um projetos destes.

Pelo que estudei até agora aprendi mais ou menos isso:

Eles funcionam mais ou menos como transistores de junção bipolar.

Nos tipos N quando o gate é polarisado a corrente pode fluir do dreno para o source é isso? E eles podem atuar em tres situações, região de corte, região de triodo que é quando a corrente que flui entre dreno e source é controlada a partir da tensão do gate, assim operando como um resistor, e região de saturação, que é quando o gate é polarizado assim deixando a corrente fluir totalmente entre dreno e source.

E nos de canais P, a corrente flui em sentido contrario do de canal N só que a base tem que ser "aterrada" (ir ao negativo) é isso mesmo? Quando isso acontece ele entra em região de saturação não é?

Galera até agora foi mais ou menos isso que aprendi, mas ainda tenho muito que estudar. E quero que vocês corrigão em algum ponto em que eu estou pensando errado.

Grato a quem ajuda!!!

Até mais!!

[Felipe Electronic]

Quase isso, substitua a maioria dos "tensão" por corrente, afinal o que flui e ela e nao a tensão.

no caso da regiao de triodo o que acontece e que a tensão entre porta e source, controla a corrente de dreno conhecida por ID.

abs.

[gustavo 555]

Obriagado Felipe!!!!

Moderador peço que não feche o topico pois ainda tenho muito que estudar e podem surgir algumas duvidas.

Grato pela atenção

Galera, qual mosfet vocês recomendariam para uma ponte H?

Obriagdo!!!

[BCP]

Colega Gustavo, para indicação de um Mosfet, deveriamos saber em qual tensão ele iria trabalhar e quanto de corrente será exigida deles....

[gustavo 555]

Opa Bcpetronzio, esqueci de colocar as informações, então ai vai:

A corrente maxima exigida sera de 1A. Acho que não seria necessario mosfets se não fosse para a aprendizagem, mas quero fazer com eles pelo fato de tentar entendelos melhor.

A tensão sera de 9V.

Desculpem por não postar as informações antes!

Obrigado!

[Felipe Electronic]

Use as "crianças" IRLZ44N, pois são compativeis com niveis TTL, portanto podendo ser interfaceado com a maioria de circuitos integrados digitais.

abs.

[gustavo 555]

EDIT:

A pergunta que fiz foi por falta de pesquisa e estou apagando a mesma.

..............................................................................................................................

Bom...Não consegui achar o transistor recomendado pelo Felipe_Eletronic, Se alguem souber me endiacar outro que sejá parecido que se encontre na loja da soldafria eu agradeço.

Ahhh... e outra coisa, andei olhando os datasheets dos IRF's que são os que consegui achar no soldafria, eles contem um simbulo de um diodo zener entre o source e o drain, isso tem alguma coisa a ver com o tipo do transistor?? Ou todos eles tem esse simbulo????

Grato!!

[jorgeletronico]

se nao estou enganado o diodo e uma proteçao para tensão reversa ,nao e isso amigos?

[Felipe Electronic]

Esses diodos minimizam o efeito da chamada corrente de cauda, que ocorre quando o transistor para da saturação para o corte, porém quando isso aconte o Mosfet nao chega a comutar com perfeição gerando uma mudança no senti da corrente bruscamente, por isso usam se diodos, porém eles devem ser de recuperação rapida, no caso os diodos zener fazem essa função.

[gustavo 555]

Felipe, pelo que entendi, em certas cituações esse diodo só melhora o mosfet né?

Esse diodo no mosfet não vai surtir efeito negativo na minha ponte né?

Obriagado!!

[Dani piresk]

Nenhum efeito negativo.

[Felipe Electronic]

Não deveria

Tanto que muitos mosfets ja vem com esse diodo internamente, como os irlz que citei!

abs.

[maskador]

ja usei esse aqui em conjunto com um pic simples e funcionou perfeitamente pra controlador um motor bosch que consumia mais de 2A. Nem precisei usar dissipadores nos MOSFETs pois o RDSon deles é muito baixo (alguns mili ohms). Mas ele só funcionou bem mesmo adicionando os dois capacitores de 10nF, pois sem eles o VGS do mosfets da parte cima ficavam com uma pequena tensão VGS (quando cortados), o que fazia eles conduzirem um pouco e esquentarem.

[Felipe Electronic]

Sim, na verdade esse comportamento é um dos diferenciais do MOSFet em relação aos bipolares comuns, por terem essa RDSon baixissima, na saturação, nao ocorre dissipação de caloor entra a junção dreno e source.

abs.

[maskador]

Sim, na verdade esse comportamento é um dos diferenciais do MOSFet em relação aos bipolares comuns, por terem essa RDSon baixissima, na saturação, nao ocorre dissipação de caloor entra a junção dreno e source.

abs.

Pois é.

RDSon:

IRF9530 = 250 mili ohms

IRFZ48 = 18 mili ohms

Faz tempo que venho notando que os mosfets canal N geralmente possuem RDSon muito mais baixo que os mosfets canal P. Por que será isto. Fora o custo, os canal N geralemente sao mais baratos tambem.

Para o autor do topico: tome cuidado com a tensão VGS maxima. Geralemente é +-20V, e se você for usar em 24V pode acabar danificando eles se nao cuidar disto. O circuito que eu mostrei acima tinha sido feito para funcionar entre 18 e 30V. N

Nos mosfets da parte de cima (canal P) (VGS é negativo para conduzir e deve ser menor ou igual a VGSth)

Quando a fonte era tinha 18V, a tensão VGS ficava em -11V

Quando a fonte era de 24V, a tensão VGS ficava em -14V

Quando a fonte era de 30V, a tensão VGS ficava em -17V

Se nao me engano era isso.

[gustavo 555]

Primeiramente, obrigado a todos que estão ajudando!

Dei uma pesquisada sobre esse VGS, ele seria a tensão da porta (gate), é isso? Se for isso mesmo, eu vou usar uma tensão por volta de 5V para ativar a ponte, acho que não teria problema com isso né?

E quanto aos de canal P, como faço para saber de quantos volts vai ser o ideal para o gate?

E só mais uma perguntinha, para que exatamente servem aqueles resistores de 6k8 entre o gate e o Vcc?

Muito obrigado!

[maskador]

Primeiramente, obrigado a todos que estão ajudando!

Dei uma pesquisada sobre esse VGS, ele seria a tensão da porta (gate), é isso? Se for isso mesmo, eu vou usar uma tensão por volta de 5V para ativar a ponte, acho que não teria problema com isso né?

E quanto aos de canal P, como faço para saber de quantos volts vai ser o ideal para o gate?

E só mais uma perguntinha, para que exatamente servem aqueles resistores de 6k8 entre o gate e o Vcc?

Muito obrigado!

Os mosfets da parte de cima sao canal P

O VGS dos mosfets P é negativo (VGS é negativo para ele conduzir)

O terminal de cima é FONTE (SORCE, S) e o de baixo é DRENO (DRAIN, D)

No circuito da figura acima a FONTE está conectada diretamente ao 24V (desconsidera aquele sensor da parte cima)

Ou seja, o terminal de fonte é sempre 24V (ou VCC). No caso eu fiz pra funcionar com VCC de 18 a 30V.

Se Q17 está cortado, VGS = 0V (teoricamente), pois FONTE 24V e GATE = 24V

Agora considera que Q17 está saturado (VCE proximo de 0V):

Considere o 24V como sendo VCC.

e que o terminal FONTE do mosfet é igual a VCC (o que acontece na realidade)

VGS = VGate - VFonte

VGS = [VCC*( 4K7/4K7+6K8)] - VCC

- Se VCC = 18V:

VGS = [18*( 4K7/4K7+6K8)] - 18

VGS = -10.6V

- Se VCC = 24V:

VGS = [24*( 4K7/4K7+6K8)] - 24

VGS = -14.1V

- Se VCC = 30V:

VGS = [30*( 4K7/4K7+6K8)] - 30

VGS = -17.7V

Como calculado, VGS mínimo foi -17.7V, que é superior aos -20V (minimo suportado pelo MOSFET em questao)

Mas eu nao usei exatamente estes valores de resistores. Se nao me engano substitui o resistor de 4K7 por outros de 6K8 pro

VGS ficar em -15V quando a fonte for de 30V.

Mas se voce for utilizar esta ponte H como circuito TTL, nem precisa usar esses BC547, pode ligar a saida do PIC diretamente no

MOSFET (com um resistor de pulldown conforme a figura e de preferência com um resistor serie entre a saida do PIC e o GATE do mosfet)

[gustavo 555]

Então deixa eu ver se entendi...

VGS, nos de canal P, é a diferença entre FONTE (source) e gate, é isso?

E fazendo essa conta:

VGS = [VCC*( R1/R1+R2)] - VCC (R1= resistor entre gate e GND, ou no caso BC547, R2= resistor entre Vcc e Gate).

Tenho que calcular todos os resistores, depois fazer essa equação para saber o VGS, e o VGS tem que ser maior que -20, é isso? E esse "-20" é um numero para todos os mosfets ou cada mosfet tem seu VGS?

E quanto ao N-Mosfet? Qual seria sua tensão correta para entrar em condução?

Muito obrigado!!

[maskador]

Então deixa eu ver se entendi...

VGS, nos de canal P, é a diferença entre FONTE (source) e gate, é isso?

Muito obrigado!!

No mosfet canal N e P o VGS = Vgate - Vfonte

A diferenca é que no mosfet canal P (mosfets da parte de cima) a corrente flui da fonte para a dreno e no mosfet canal N (mosfets da parte de baixo) a corrente flui do dreno para a fonte

Baixe o datasheet dos 2 modelos de mosfets usados no esquema, dois sao canal N e dois canal P. No mosfet canal N a tensão VGS deve ser positiva (e igual ou superior a VGSth, procure o VGSth no datasheet de cada um deles e verá) para que ele conduza . A diferen

[gustavo 555]

No mosfet canal N e P o VGS = Vgate - Vfonte

A diferenca é que no mosfet canal N (mosfets da parte de cima) a corrente flui do dreno para a fonte e no mosfet canal P (mosfets da parte de baixo) a corrente flui da fonte apra o dreno.

Baixe o datasheet dos 2 modelos de mosfets usados no esquema, dois sao canal N e dois canal P. No mosfet canal N a tensão VGS deve ser positiva (e igual ou superior a VGSth, procure o VGSth no datasheet de cada um deles e verá) para que ele conduza . A diferen

Maskador acho que você inverteu as bolas né? parte de cima P-mosfets e parte de baixo N-mosfets.

Quanto a corrente fluir do dreno para o source em N-mosfet, e o inverso em P-mosfet eu já sabia. Só estava em duvida quanto a tensão no gate para cada um entrar em condução.

E os datasheets já tinha lido, mas pra mim que estou começando, eles confundem um pouco.

Muito Obrigado pela ajuda!!

[maskador]

Corrogido

[Lokasso]

Faz tempo que venho notando que os mosfets canal N geralmente possuem RDSon muito mais baixo que os mosfets canal P. Por que será isto. Fora o custo, os canal N geralemente sao mais baratos também.

maskador, isso se deve principalmente à diferença de mobilidade (de certa forma seria como a facilidade em conduzir) dos portadores. No caso do mosfet canal N os elétrons são os portadores majoritários, e sua mobilidade é de cerca de 1350 cm^2/V.s (valores médios para 300K, com mais alguns blá blá blás), já para os mosfets de canal P, cujos portadores majoritários são as lacunas, a mobilidade é de 480 cm^2/V.s (sob mesmas condições).

Nota-se que a mobilidade dos elétrons é quase 3 vezes maior que a das lacunas. Desta forma, fica muito mais fácil produzir um mosfet canal N com baixo Rds(on) (e barato também).

Muitas vezes é muito mais vantajoso utilizar somente mosfets canal N do que misturar os dois, principalmente pela diferença de preço. Isso SE você encontrar algum transistor de canal P que atenda suas necessidades.

[maskador]

Então deixa eu ver se entendi...

VGS, nos de canal P, é a diferença entre FONTE (source) e gate, é isso?

E fazendo essa conta:

VGS = [VCC*( R1/R1+R2)] - VCC (R1= resistor entre gate e GND, ou no caso BC547, R2= resistor entre Vcc e Gate).

Tenho que calcular todos os resistores, depois fazer essa equação para saber o VGS, e o VGS tem que ser maior que -20, é isso? E esse "-20" é um numero para todos os mosfets ou cada mosfet tem seu VGS?

E quanto ao N-Mosfet? Qual seria sua tensão correta para entrar em condução?

Muito obrigado!!

Isso. Geralmente o VGSmax é +- 20V para ambos tipos de MOSFETs. Calcule os resistores de forma que a tensão minima de VGS seja -10V pro mosfet P (quando ele for conduzir) e a tensão maxima de 10V para o mosfet N (quando ele for conduzir) que ja está otimo, visto que o |VGSth| é aproximadamente entre 3 e 5V. Mas com um pouco mais de tensão VGS (10V por ex) acho que a tendencia é o RDSon diminuir um pouco mais. Quando eles ficarem em corte, o ideal é VGS = 0V. Mas é sempre bom colocar um osciloscopio no gate e ver se nao tem ruido, o que pode fazer o mosfet, que era pra estar em corte, conduzir um pouco (talvez até de mais a ponto de causar um curto) e esquentar. Isto aconteceu no circuito que eu postei na pagina anterior e este problema foi resolvido adicionando aqueles capacitores de 10nF.

[gustavo 555]

Mas então se a tensão do gate, em canais N, seria de 10V, e em canais P de -10V, acho que o melhor a fazer é aumentar a tensão de entrada para 12V, e ativalo com 10V. Ou não teria problemas, além de aumentar a RDS(on), em usar a tensão de 9V de entrada, e ativar os de canais N com 5V, e os de canais P com -5V?

Até mais!

[Felipe Electronic]

askador, isso se deve principalmente à diferença de mobilidade (de certa forma seria como a facilidade em conduzir) dos portadores. No caso do mosfet canal N os elétrons são os portadores majoritários, e sua mobilidade é de cerca de 1350 cm^2/V.s (valores médios para 300K, com mais alguns blá blá blás), já para os mosfets de canal P, cujos portadores majoritários são as lacunas, a mobilidade é de 480 cm^2/V.s (sob mesmas condições).

Nota-se que a mobilidade dos elétrons é quase 3 vezes maior que a das lacunas. Desta forma, fica muito mais fácil produzir um mosfet canal N com baixo Rds(on) (e barato também).

Muitas vezes é muito mais vantajoso utilizar somente mosfets canal N do que misturar os dois, principalmente pela diferença de preço. Isso SE você encontrar algum transistor de canal P que atenda suas necessidades.

O amigo lokasso tem razao, alias essa regra de mosfets tipo P e N tambem se aplicam a transistores bipolares de potencia, sai muito mais barato produzir um TIP142 (NPN) do que um TIP147(PNP).

abs.