FETデバイスとは?

電動ガンは通常、トリガー部のスイッチで電源のON、OFFを行います。
しかし、この方式ではスイッチが離れる時に放電を起こし電極が磨耗していきます。
特に、高レートのスプリングを使っているとこの現象はひどくなり見逃せない物となります。
また、スイッチ部に接触抵抗もあり、若干ながらそこで電圧降下を起こしてしまいます。
これらを解決するために、FETデバイスがあります。
これは従来のスイッチをFETに駆動信号を送るためのスイッチにし
モーターの電流の制御をMOS−FETという半導体素子で行うという物です。

FETデバイスの利点
FETデバイスにすることによって、従来のスイッチ部にはFET制御用の
わずかな電流しか流れなくなります。
そのため、スイッチが放電で磨耗ことがなくなります。
抵抗面では、スイッチ部の接触抵抗がなくなり、パワーロスが少なくなります。
この結果、連射速度と燃費が若干向上します。

また、ゲートに電圧がかかればFETは動作するため、オプションで
人体検出センサ等を取り付け、信号をFETに入れてやると
無人機銃を作ることができます。
このように、FETデバイス化することにより、様々な応用が効くようになります。
右の図が回路図です。
FETデバイスを作るために必要な部品は
FET:2SK3142、IR1004等の低電圧駆動で低抵抗、大電流を流せるもの。
抵抗:100Ωと10〜30kΩがそれぞれ1本ずつ
です。

FET選びで重要になる要素は、Vds、Id、Pd、Rdsの4項目です。
Vdsはドレイン、ソース間の許容電圧値で、20V以上であれば問題ありません。
Idはドレインに流せる電流の許容量です。この値は最低でも40Aは欲しいところです。
高レートスプリングを組んだ場合、モーターに流れる電流が大きくなるので
Idの高いFETを使う必要があります。
Pdはドレインの許容電力値で、この値が大きいほど大電流を流した時の
発熱に耐えられます。60W以上の物を使えば大丈夫です。80W以上が理想です。
Rdsはドレイン、ソース間の抵抗値で、低ければ低いほど発熱量が小さくなります。
最低でも0.03Ω以下の物を使いたい所です。
回路図の赤い線は大電流を流す線なので、太いコード、シリコンコード等を使用します。
スイッチとゲートの間に入っている100Ωは、モーターからの逆電流を吸収するための物です。
この抵抗が無くても動きますが、万が一のことを考えてつけていた方が安全です。
ゲート、ソース間の10〜30kΩは、FETに溜まった電気を出すための抵抗です。FETはコンデンサー効果があり
FET内部に電気を溜めてしまいます。電気を溜めた状態だと、うまく動作しない場合があるので、この抵抗に電気を流すことにより
FETに溜まった電気を消してやります。
左の部品がFETです。
左の足からゲート(G)、ドレイン(D)、ソース(S)となります。
後ろの放熱板が金属の場合、そこはドレインとなります。

FETデバイスは一見、利点ばかりが有るように見えますが、
非常に危険な点も存在します。それは、半導体の故障です。
静電気、ショート等の要因でFETが破損した場合、バッテリーをつないでいる限り
フルオートが止まらなくなる、FET自体から煙を噴く等様々なトラブルの報告があります。

安全に絶対はありませんので、FETを使用する際には細心の注意が必要となります。