引脚功能+参数+工作原理+典型电路,一文带你搞懂 BS170 场效应管
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今天给大家分享的是:BS170 场效应管
一、BS170 场效应管
BS170 是一款 N 沟道增强型场效应管,具有 500 mA (连续)和1200 mA(脉冲)的最大漏极电流额定值,经常被用来代替2N7000。其栅极阈值额定电压为 3 V(VDS = VGS,ID = 1 mA),因此,BS170 是逻辑电平 MOSFET。BS170 采用TO-92 封装,其 SMD 版本MBBF170采用 SOT-23 封装。P沟道 BS520P 是它的对应物。
BS170 场效应管
二、BS170 引脚参数图
BS170 场效应管具有3个引脚:从左到右分别为漏极、栅极和源极(扁平侧,引线指向下方)。
BS170 引脚参数图
下方为 BS170 场效应管引脚图及功能:
BS170 场效应管引脚图及功能
三、BS170 CAD 模型
1、BS170 电路符号
BS170 电路符号
2、BS170 封装尺寸图
BS170 封装尺寸图
3、BS170 3D 模型
BS170 3D 模型
四、BS170 参数
- 漏源电压 (VDSS):60V
- 漏极至栅极电压 (VDGR):60V
- 栅源电压 (VGSS): +/- 20V
- 栅极阈值电压(VGS (th)):8V 至2.1V
- 漏极电流(Id):200mA
- 脉冲漏极电流 (IDM):500mA
- 功耗(PD):830mW
- 漏极至源极导通电阻(RDS (ON)):2至5Ω
- 零栅极电压漏极电流(IDSS):10uA
- 上升时间 (tr) :34ns
- 结点至环境热阻(RthjA):150℃/W
- 结温(TJ):55至150℃
- 开启/关闭时间:10ns
- 高密度电池设计,低通态电阻
- 压控小信号开关
- 高饱和电流能力
- D-MOS技术
BS170 参数
五、BS170 场效应管特性曲线
1、BS170 场效应管的导通区域特性
下图显示了 BS170 场效应管的导通区域特性,该图是用漏极至源极电流与漏极至源极电压绘制的。特性图是固定栅源电压下的图,可以看到漏源电流会从最小值开始增加,但在初始阶段,电流经过曲线增加。
BS170 场效应管的导通区域特性
2、BS170 场效应管的传输特性
下图显示了 BS170 场效应管的传输特性,该图是用漏极电流与栅极至源极电压绘制的。在固定的漏源电压下,漏极电流在小间隙后增加,还提到了由于器件工作而引起的温度变化。
BS170 场效应管的传输特性
3、BS170 场效应管的通态电阻特性
下图显示了 BS170 场效应管的通态电阻特性,该图是用漏极到源极的通态电阻与漏极电流绘制的。特性图是不同栅源电压值下的图,通态电阻值从低到高增加。
BS170 场效应管的通态电阻特性
六、BS170 场效应管如何使用?
BS170 可用于任何通用开关和放大用途,它可以用作开关来驱动 500mA 以下的负载,这足以驱动大多数继电器、灯、LED 等。另一方面,它也可以用作音频放大器,用于音频放大器级、低电平信号放大等。
下面为 BS170 场效应管使用案例:BS170 N 沟道场效应管打开/关闭 LED。
栅极和漏极端子通过 5V 直流电源连接,LED 连接到源极。当打开开关施加栅极脉冲时,BS170 场效应管将电流从漏极传导到源极,LED 开始发光。LED 保持开启状态,直到施加门脉冲。当栅极脉冲被移除时,LED 关闭。
BS170 N 沟道场效应管打开/关闭 LED
七、BS170 场效应管应用电路
1、BS170 开关测试电路
BS170 开关测试电路
2、BS170 场效应管开关
该电路演示了如何使用发光二极管 (LED) 作为指示器来手动打开和关闭 BS170 场效应管,这里我用来测量电压和电流水平,并对可能出现的问题进行观察。
BS170 场效应管开关
使用示波器,我发现了几个问题:
- 1)当开关闭合时,开关弹跳在 BS170 场效应管的栅极产生 1V的电压尖峰下降,该电压尖峰下降也出现在漏极处。如果该电路只是打开和关闭 LED问题不会很严重。但是如果该电路连接到另一个逻辑电路,则任何通过逻辑电路的随机电压都是不行的,可能会导致其他问题。因此,C1 跨接在开关上并防止电压尖峰。
- 2)当该电路通电时,在BS170 场效应管的栅极处测量到近2V的电压尖峰,该电压尖峰也出现在漏极处。短暂点亮 LED就足够了。C1 和 C2 的组合吸收了该电压尖峰。
工作原理:
通电且开关打开后,BS170 场效应管的栅极通过 R1 变为 0V,BS170 场效应管关闭,LED 也关闭。当开关闭合时,+V 施加到栅极并且BS170 场效应管导通,LED 也亮起。
C2 通过开关充电,当开关打开时,C2 通过 R1 放电,栅极上的电压下降,BS170 场效应管关闭。由于C2 放电需要时间,BS170 场效应管关闭之前有一个小的延迟,在此示例中,延迟为 4mS。
对各种数据进行了测量:+V 电压为 5V,开关闭合时,通过 R1 消耗的电流为 14.8uA,MOSFET (BS170) 消耗 4.9uA,因此总计为 19.7uA。通过 R2、LED 和 BS170 消耗的电流为 3.06mA。
+V 为 3.3V,开关闭合时,通过 R1 消耗的电流为 10uA,MOSFET 消耗 3.3uA,总计 13.3uA。可以看出,使用的电流量非常小,这是相对于使用双极晶体管的关键改进。
3、双 BS170 场效应管逻辑接口
- 5V下运行,输入可以是 0/+3.3V 或 0/+5V。
- 运行在3.3V,输入可以是0/+3.3V。
工作原理:
- 当输入为 0V 时,Q1 的栅极保持在 0V,BS170 场效应管关闭,漏极 在 +V 处为高电平,进而导通 Q2,并且漏极实际上处于 0V,因此,该接口的输出跟随输入电平。
- 当输入为+3.3或+5V时,Q1的栅极为高电平,BS170 场效应管导通。漏极实际上处于 0V,因此 Q2 关闭,Q2 的漏极位于+V。
该电路可以在两个不同的逻辑电路之间提供隔离功能,或者充当 +3.3V至+5V逻辑电平转换器。输入电压为 0V 时,总电流消耗为 50uA。输入为+3.3V 或+5V 时, 总电流消耗为0.5mA。
双 BS170 场效应管逻辑接口
4、LED 灯串驱动器
下面的电路将 LED 串连接到 Q2 的漏极,BS170 可以切换并提供 500mA 的连续工作电流,因此在其参数范围内运行良好。
工作原理:
- 当输入电压为 0V 时,Q1 关闭,Q2 开启,LED 点亮。
- 当输入施加 +3.3V时,Q1 开启,Q2 关闭,LED 熄灭。
如果使用树莓派和 Arduino 生成应用于电路的脉宽调制脉冲流,可以产生各种效果,例如可以让20个 LED同时亮起来。
LED 灯串驱动器
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