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ここの記述は、ＦＥＴを使用して単純にスイッチの様にON/OFFをさせる場合の記事です、
トランジスタ使用はこちらを参照下さい。
マイコン(Arduino,PIC)のデジタル出力はMAX25mA(常時20mA位)までなので、
ＬＥＤぐらいしか直接接続できません。
トランジスタで一旦受けてから出力すれば15A位までは電流を流す事が出来ますが、
５Ａ以上流すならトランジスタよりはＦＥＴの方が安く購入出来たりします。
ＦＥＴの役割は、
トランジスタはベースに電流を流す事で増幅しますが、 ＦＥＴはゲートに電圧を加える事により増幅すると言う違いが有ります。
ＦＥＴは電解効果トランジスタと言い「Field Effect Transisteor」の略です、 ＦＥＴもトランジスタと同じ様にＰ型とＮ型の２種類が有ります。
また、ＦＥＴは｢金属酸化膜型(MOSFET)｣｢接合形(JFET)｣｢金属半導体形(MESFET)｣等が有りますが ここではMOSFET「Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Efect-Transistor」を使った回路での説明となります。
感電オフィスコンピュータ
この図は、2SK2232(MOS-N型)のデータシートから一部抜粋したものです。
回路記号もMOS型の記号です。
ちなみに下がJFETの回路記号です。
また、写真の様にＦＥＴの表記は2Sが省いて有ります。
データシートの見るポイントは（数値は2SK2232(N)の場合です）
・負荷は最大何ボルトまで接続できるか？
ドレイン･ソース間電圧[Drain-source voltage](Vdss = 60V)
・負荷は最大何アンペアまで流せるか？
ドレイン電流[Drainr current](Id = 25A)
・負荷をON/OFFさせる際のゲート電圧の境は？
ゲートしきい値電圧[Gate threshold voltage](Vth = 2.0V)
2.0V以上流せば負荷に電流が流れます。
・オン抵抗値
ドレイン･ソース間オン抵抗[Drain.source ON resistance](Rds(ON) = 36mΩ)
・その他
マイコンで使用する場合は5V電源ならFETは4V駆動(ゲートドライブ)タイプを選びましょう。
オン抵抗は出来るだけ低いものを選びましょう、
電流を流す場合に電圧降下も低くなるしぃ、発熱も少なくなるしぃですぅ。
振動·衝撃試験装置
マイコンの出力ピン電圧
マイコンの出力ピンを１(HIGH:ON)とした場合、電源電圧(VDD)が5Vとすると。
PICは、VDD-0.7Vです、なら5V-0.7V=4.3V出力されます。
Arduinoは5Vなら4.2Vとデータシートに書いてありました。
マイコンの出力ピンを０(LOW:OFF)とした場合は、
PICは0Vでなく0.6V程出力されます。
Arduinoは0.9Vと書いてありました、ちょっとぉ高くないかい？
Ｎ型ＦＥＴの接続回路
マイコンの出力をHIGH(5V)にすると負荷に電流(D-S間)が流れます。
2SK2232の場合では、
ゲートしきい値電圧(Vth)が0.8(MIN)〜2.0(MAX)なので、
PICはHIGHが4.3V(VDD-0.7V)でLOWが0.6V出力されるからＯＫですね。
ゲートしきい値電圧は周辺温度が高くなると下がって行きます 。
Ｐ型ＦＥＴの接続回路
マイコンの出力をLOWにすると負荷に電流(S-D間)が流れます。
Ｇ・Ｄ・Ｓの足向きがＮ型と異なるので注意です。
2SK2232がＮ型なら2SJ334等がＰ型となります。
抵抗Ｒ１について
どのように風力発電機が動作しない、彼らは何をするのか
マイコンは出力が20mA程しか流せないので、これで計算してみます。
出力電圧を5Vとするとオームの法則からR=V/I(5/0.020=250Ω)なので、 250Ω以上を選択なら、330Ω、470Ω、1kΩ辺りで良いでしょう。
FETは電圧をゲートに加ええれば良いしぃ、単純にスイッチ的にON/OFFするだけだしぃ アバウトで良いんでないかい。
但し、小型のモータを回す場合、Ｒ１は470Ωじゃないと回らないと思います。
抵抗Ｒ２について
Ｒ２もＲ１と同じで良いんでないかい。
Ｒ１に近い値になってくると、FETのゲート電圧が下がりオン抵抗が増えてくると言う話があったり
しますがぁ、で結構10KΩが多かったりしますがぁ、単純にスイッチ的にON/OFFするだけだしぃ、アバウトでぇ。
実際の回路
PICのGP4(３番ピン)からHIGH(ON:5V)を出力すればLEDが点灯する回路です。
トランジスタの場合とほとんど変わりません。
この使用している小型リレーはコイルに電流が30mA流れます、 PICは20mA程しか流せません、ＦＥＴで一旦受けて動作させる必要が有ります。
逆起電力
この回路のごとく負荷にリレーやモータ等のコイル負荷を接続する場合は、
コイルの入切り時に逆向きの高い電圧がコイルの両端に発生します、これを逆起電力と言います。
この逆起電力によりＦＥＴが壊れるので、上図の様にダイオード(D)を取付けて逆起電力を流します。
FETには寄生ダイオードが有るので要らないと言う説が有ったりしますが、しっかり保護した方が良いと思う
また、ダイオードはファースト・リカバリーダイオード(ER504)が良いとか書いて有ったりしますが、
そんなにシビアな回路でないしぃ、1N4007しか持ってないのでこれでいつもやってますがぁ.....。
小型モータを単純に回す場合などもこれでいけますがモータに関しては別途もう少し突っ込ん� �記事を書きたいと思っています。
あ、そうそう、ArduinoとTA7291Pを使ってモータを回す記事はこちらを参考にしてみて下さい。1)
追記(1) 2011/8/6
【きむ茶工房ガレージハウス】
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