🗞️ Manisa Haber

Bir MOSFET direnç olarak kullanılabilir mi?

20 Haziran 2025 Manisa Haber

MOSFET'i Direnç Gibi Kullanmak: Evet, Ama Nasıl?

Kısaca evet, bir MOSFET'i direnç gibi kullanabilirsin. Ama bu "direnç" bildiğimiz sabit değerli dirençlerden biraz farklı çalışır. Hatta çoğu zaman onlardan çok daha kullanışlı olabilir. Bu işin mantığını ve pratikte nasıl uygulayacağını anlamak için birkaç noktaya dikkat edelim.

  1. MOSFET'in 'Düşük Direnç' Durumu: Kanal İletkenliği

Bir N-kanal MOSFET'i ele alalım. Gate voltajı (Vgs), eşik voltajının (Vth) üzerine çıktığında, Source ile Drain arasından bir iletim yolu, yani "kanal" oluşur. Bu kanalın bir direnci vardır. İşte MOSFET'i direnç gibi kullanacağımız yer burasıdır.

Deneyimlerime göre, bu kanalın direnci (genellikle RDS(on) olarak adlandırılır) birçok faktöre bağlıdır:

  • Gate-Source Voltajı (Vgs): Vgs ne kadar yüksekse, kanal o kadar iyi iletir ve RDS(on) o kadar düşer.
  • Sıcaklık: Çoğu MOSFET için sıcaklık arttıkça RDS(on) da artar.
  • Akım: Çok yüksek akımlarda veya belirli çalışma koşullarında RDS(on) değişebilir.
  • MOSFET'in Yapısı ve Üreticisi: Farklı MOSFET'lerin RDS(on) değerleri çok farklıdır. 10 mΩ (miliohm) gibi çok düşük RDS(on) değerlerine sahip güç MOSFET'leri varken, 1 Ω veya daha yüksek RDS(on) değerlerine sahip küçük sinyal MOSFET'leri de bulunur. Örneğin, bir IRF540 N-kanal MOSFET'in tipik RDS(on) değeri 0.044 Ω civarındayken, bir 2N7000 gibi küçük MOSFET'in RDS(on) değeri 1 Ω ile 5 Ω arasında değişebilir.

Pratik İpucu: Bir MOSFET'i direnç olarak kullanmak istediğinde, her zaman datasheet'ini kontrol et ve çalışma voltajlarında RDS(on) değerinin ne olduğunu öğren. Eğer düşük bir direnç değeri arıyorsan, düşük RDS(on) değerine sahip güç MOSFET'lerini tercih etmelisin.

  1. Ayarlanabilir Direnç Olarak MOSFET Kullanımı

MOSFET'lerin en büyük avantajı, kanal dirençlerini Vgs ile kontrol edebilmendir. Bu, onları sabit dirençlerden ayırır ve "ayarlanabilir direnç" yapmamızı sağlar. Bu, özellikle loğlama (gating) devrelerinde, PWM (Pulse Width Modulation) uygulamalarında veya yumuşak başlatma (soft-start) devrelerinde çok işe yarar.

Şöyle düşün: Eğer Gate voltajını sürekli olarak değil de, örneğin bir DAC (Dijital-Analog Çevirici) veya op-amp ile değiştirirsen, MOSFET'in Drain-Source direnci de sürekli olarak değişecektir. Bu sayede bir potansiyometre gibi davranmasını sağlayabilirsin ama çok daha hızlı ve elektronik olarak kontrol edilebilir bir şekilde.

Örnek:

  • Bir yükün akımını sınırlamak istediğinde, MOSFET'in Gate'ine uyguladığın voltajı ayarlayarak akımın değerini düşürebilir veya artırabilirsin.
  • LED'lerin parlaklığını ayarlamak için bu özellik harika bir şekilde kullanılır.

Deneyimlerime göre, bu kontrolün doğrusal olmasını beklememek lazım. Gate voltajındaki her birimlik artış, dirençte aynı oranda bir düşüşe neden olmaz. Genellikle Vgs arttıkça direnç düşüşü hızlanır ve sonra doyuma ulaşır.

  1. MOSFET'i Güç Direnci Olarak Kullanmak: Sınırlamalar ve Dikkat Edilmesi Gerekenler

Bir MOSFET'i yüksek güçlü bir direnç olarak kullanmak istediğinde bazı kritik noktalar var:

  • Güç Dağılımı: Unutma ki dirençler de güç harcar. MOSFET'in harcadığı güç P = I²R veya P = V²R formülüyle hesaplanır. Eğer MOSFET'i direnç olarak kullanırken üzerinden yüksek akım geçirirsen, MOSFET ısınacaktır. Eğer yaydığı ısıyı yeterince uzaklaştıramazsan (yani iyi bir soğutucu kullanmazsan), MOSFET yanabilir.
  • Kontrol Hassasiyeti: MOSFET'in "direnç" olarak çalıştığı bölge, aslında MOSFET'in lineer bölgesi veya triyot bölgesi olarak bilinir. Bu bölgede çalışırken Vds (Drain-Source Voltajı) genellikle düşüktür ve akım daha çok Vgs tarafından kontrol edilir. Eğer MOSFET'i bu bölgede çalıştırmazsan, yani doyuma girerse (bir anahtar gibi davranırsa), direnç çok düşer ve güç dağılımı перестает (durur) direnç mantığıyla çalışmayı.
  • Termal Kaçak (Thermal Runaway): Bazı MOSFET'ler sıcaklıkla dirençleri artarken, bazıları düşer. Eğer sıcaklıkla direnci düşen bir MOSFET'i direnç olarak kullanırsan, daha fazla akım çeker, daha çok ısınır, direnci daha da düşer ve bu kısır döngü devam ederek termal kaçağa ve mosfetin zarar görmesine yol açabilir. Bu yüzden datasheet'teki "Negative Temperature Coefficient" (Negatif Sıcaklık Katsayısı) bilgisine dikkat etmek önemlidir.

Pratik İpucu: Eğer MOSFET'i gerçek bir güç direnci gibi kullanmak istiyorsan (örneğin bir yükü yavaşça ısıtmak gibi), genellikle küçük sinyal MOSFET'leri veya daha yüksek RDS(on) değerine sahip MOSFET'leri tercih etmek daha güvenli olabilir. Güç MOSFET'leri genellikle anahtarlama için optimize edilmiştir, yani çok düşük RDS(on) değerine sahiptir ve direnç olarak kullanıldıklarında aşırı akım çekip ısınabilirler.

  1. Alternatif Kullanım Alanları ve Neden Direnç Yerine MOSFET?

MOSFET'leri direnç olarak kullanmanın temel avantajı, kontrollü olmalarıdır. Bir potansiyometre ancak belirli bir değere ayarlanabilirken, bir MOSFET'in direnci daha geniş bir aralıkta ve daha hızlı bir şekilde değiştirilebilir.

Deneyimlerime göre, MOSFET'leri direnç olarak kullanmanın en yaygın ve verimli olduğu yerler:

  • Yumuşak Başlatma (Soft-Start): Güç kaynaklarında veya motorlarda ani akım çekilmesini önlemek için MOSFET'in Gate voltajını yavaşça artırarak, başlangıç direncini kademeli olarak düşürürsün.
  • LED Sürücüler: LED'lerin akımını hassas bir şekilde ayarlamak için kullanılabilir.
  • Elektronik Yükler (Electronic Loads): Belirli bir akım veya direnç değerini sabit tutmak için.
  • Otomatik Kazanç Kontrolü (AGC) Devreleri: Ses veya RF sinyallerinin seviyesini ayarlamak için.

Pratik İpucu: Eğer sadece sabit bir direnç değeri gerekiyorsa ve bu değer MOSFET'in RDS(on) değerine yakınsa, doğrudan bir direnç kullanmak daha basit ve güvenli olabilir. Ancak kontrol edebilirlik, hız veya geniş ayar aralığı gerekiyorsa, MOSFET'i direnç olarak kullanmak harika bir çözümdür.