Меню

Максимально допустимый постоянный ток стока id что это



Как подобрать замену для MOSFET-транзистора

Для большинства MOSFET-транзисторов достаточно просто подобрать аналоги, схожие по параметрам. Если заменить неисправный MOSFET-транзистор на такой же невозможно, то для поиска аналога необходимо:

  1. Узнать полное наименование транзистора по его маркировке. Для MOSFET-транзистора в корпусе СМД название можно расшифровать по маркировке: СМД-коды 🔗.
  2. Изучить схему включения MOSFET-транзистора для определения режима его работы (ключ в цепях коммутации, импульсное устройство, линейный стабилизатор и т.д.).
  3. Найти даташит для неисправного MOSFET-транзистора и заполнить форму для подбора аналога на сайте.
  4. Выбрать наиболее подходящий аналог MOSFET-транзистора, учитывая режим его работы в устройстве.

На что нужно обратить внимание

Открыв PDF-даташит, в первую очередь надо выяснить: тип транзистора (MOSFET или JFET), полярность, тип корпуса, расположение выводов (цоколевку).

Из числовых параметров это, прежде всего предельные характеристики, такие как Pd — максимальная рассеиваемая мощность, Vds — максимальное напряжение сток-исток, Vgs — максимальное напряжение затвор-исток, Id — максимальный ток стока. У подбираемого транзистора эти параметры должны быть не меньше чем у исходного транзистора.

Для MOSFET-транзистора важным параметром является сопротивление сток-исток открытого транзистора (Rds). От значения Rds зависит мощность, выделяемая на транзисторе. Чем меньше значение Rds, тем меньше транзистор будет нагреваться.

Однако необходимо помнить, что чем больше Id и меньше Rds, тем больше ёмкость затвора у MOSFET-транзистора. Это приводит к тому, что требуется большая мощность для управления этим затвором. А если схема не обеспечит нужную мощность, то возрастут динамические потери из-за замедленной скорости переключения транзистора и, как итог, MOSFET будет больше нагреваться. Поэтому необходимо проверить температурный режим (нагрев) транзистора после включения устройства. Если транзистор сильно нагревается, то дело может быть как в самом транзисторе, так и в элементах его обвязки.

Расшифровка основных параметров MOSFET-транзисторов

Тип транзистора – в реальных устройствах могут использоваться полевые транзисторы разных типов: транзистор с управляющим p-n – переходом (J-FET) или униполярные транзисторы МДП-типа (MOSFET).

Полярность — полевые транзисторы могут быть прямой проводимости или обратной, то есть с P-каналом или N-каналом.

Максимальная рассеиваемая мощность (Pd) — необходимо убедиться, что выбранный транзистор может рассеивать достаточную мощность. Этот параметр зависит от максимальной рабочей температуры транзистора — при повышении температуры максимальная рассеиваемая мощность уменьшается. Если рассеиваемая мощность недостаточна — ухудшаются некоторые характеристики транзистора. Например, сопротивление Rds может удвоиться при возрастании температуры от 25°C до 125°C.

Предельно допустимое напряжение сток-исток (Vds) – это максимальное напряжение сток-исток не вызывающее лавинного пробоя при температуре 25°C. Оно имеет зависимость от температуры: напряжение уменьшаться при уменьшении температуры транзистора. Например, при -50°C, напряжение, не вызывающее лавинного пробоя, может составлять 90% от Vds при 25°C.

Предельно допустимое напряжение затвор-исток (Vgs) – при подаче на затвор напряжения более допустимого, возможно повреждение изолирующего оксидного слоя затвора (это может быть и статическое электричество). Не стоит использовать транзисторы с большим запасом по напряжениям Vds и Vgs, т.к. обычно они имеют худшие скоростные характеристики.

Пороговое напряжение включения Vgs(th) — если напряжение на затворе выше Vgs(th), MOSFET транзистор начинает проводить ток через канал сток-исток. Vgs(th) имеет отрицательный температурный коэффициент: с увеличением температуры MOSFET-транзистор начинает открываться при более низком напряжении затвор-исток.

Читайте также:  Импеданс это полное сопротивление цепи переменного тока

Максимально допустимый постоянный ток стока (Id) – следует иметь ввиду, что иногда выводы из корпуса транзистора ограничивают максимально допустимый постоянный ток стока (переключаемый ток может быть больше). С ростом температуры максимально допустимый ток уменьшается.

Максимальная температура канала (Tj) — этот параметр ограничивает температуру канала транзистора во включенном состоянии. Если ее превысить, срок службы транзистора может сократиться.

Общий заряд затвора (Qg) — заряд, который нужно сообщить затвору для открытия транзистора. Чем меньше этот параметр, тем меньшая мощность требуется для управления транзистором.

Время нарастания (tr) — время, за которое ток стока увеличится с 10% до 90% от указанного.

Сопротивление сток-исток открытого транзистора (Rds) — сопротивление открытого канала сток-исток при заданных параметрах: Id, Vgs и Tj.

Выше описаны наиболее важные параметры MOSFET-транзисторов. В даташитах производитель указывает много дополнительных параметров: заряд затвора, ток утечки затвора, импульсный ток стока, входная емкость и др.

Что важно учесть при монтаже MOSFET-транзистора

При работе с MOSFET транзисторами нужно учесть, что они могут быть повреждены статическим электричеством на ваших руках или одежде. Перед монтажом на печатную плату необходимо соединить выводы транзистора между собой тонкой проволокой. Для пайки лучше используйте паяльную станцию, а не обычный электрический паяльник. Вместо отсоса для удаления припоя используйте медную ленту для удаления припоя. Это уменьшит вероятность пробоя затвора статическим электричеством. Или используйте антистатический браслет.

Источник

Максимально допустимые параметры

Максимально допустимые параметры определяют значения конкретных режимов полевых транзисторов, которые не должны превышаться при любых условиях эксплуатации и при которых обеспечивается заданная надежность. К максимально допустимым параметрам относятся: максимально допустимое напряжение затвор — исток UЗИmax, затвор — сток UЗСmax, сток — исток UСИmax, максимально допустимое напряжение сток — подложка UСПmax, исток — подложка UИПmax, затвор — подложка U ЗПmax. Максимально допустимый постоянный ток стока I Сmax максимально допустимый прямой ток затвора IЗ (пр) max, максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность Рmax.

Вольт-амперные характеристики полевых транзисторов

Рис.7. Вольт-амперные характеристики полевого транзистора со встроенным каналом n — типа: а) — стоковые; б) — стоко-затворные.

Вольт-амперные характеристики полевых транзисторов устанавливают зависимость тока стока I C от одного из напряжений UСИ или UЗИ при фиксированной величине второго.

Еще статьи по теме

Проект системы подчиненного управления электроприводом постоянного тока независимого возбуждения
Исходные данные приведены в таблице 1. Таблица1 — Исходные данные. J2/J1 C12 Δφ Регулятор скорости(РС) Регулятор положения(РП) 15 .

Основы построения многоканальных систем передач
Целью данного дипломного проекта является подбор учебного материала по теме основы построения многоканальных систем передач. Необходимо не только отобрать нужный материал, но и адаптировать его, по возможности, для полного по .

Источник

Как выбрать mosfet.

Как выбрать mosfet.

1. Для начала надо узнать напряжение цепи в которой будет работать транзистор, это напряжение будет приложено к выводам Drain и Source.
Далее, необходимо отобрать транзисторы параметр Vds(Drain to Source Voltage ) которых минимум в 1.5 — 2 раза выше.

2. Другой не менее важный параметр — это ток, который мы хотим пропустить через транзистор. Максимальное значение тока, который можно пропустить через mosfet определяет параметр Id(Drain Current). Его значение также должно превышать реальный ток в 1.5 — 2 раза. Но это ещё не все, Id, в свою очередь, зависит от температуры.

Читайте также:  Погрешность трансформаторов тока в процентах

Как выбрать mosfet.

На графике видно, что с увеличением температуры корпуса ток, который может пропустить через себя транзистор уменьшается. Поэтому реальное значение Id надо выбирать исходя из того, при какой температуре mosfet будет работать.

3.Так как мы собираемся управлять нагрузкой, у нас наверняка должна быть управляющая схема и нам необходимо узнать какое напряжение у неё на выходе. Это напряжение подаётся на вывод, именуемый затвором или gate.

Напряжение на затворе транзистора ограничивают два параметра:

  • Vgs(th)(Gate to Source Threshold Voltage) – пороговое напряжение затвор-исток при котором начинает открываться переход сток-исток
  • Vgs(Gate to Source Threshold Voltage) — максимальное напряжение затвор-исток

Управляющее напряжение должно быть где-то между ними.

4.Также от величины управляющего напряжения зависит сопротивление канала, обозначаемое в даташите как Rds

  • Rds(on) — Drain to Source On Resistance — сопротивление перехода сток-исток в открытом состоянии

От значения Rds зависит мощность(P = I²*Rds), которая будет выделяться на транзисторе. Также надо обратить внимание чтобы значение Rds было хотя бы на порядок меньше(в 10 раз) сопротивления нагрузки.

Обычно в даташите производитель указывает напряжение Vgs, при котором он гарантирует значение Rds, в некоторых даташитах таких значений приводится несколько, например, для одного и того же транзистора

  • Rds(on) @ 10 V = 2.5 Ohms
  • Rds(on) @ 4.5 V = 3 Ohms

Чем меньше значение Rds, тем меньше будет греться транзистор.

Зная Rds можно найти ток, который потечёт через транзистор, для этого надо к сопротивлению нагрузки прибавить значение Rds и напряжение цепи поделить на получившееся сопротивление.

Как выбрать mosfet.

На этом графике представлена зависимость максимального Id от Vgs, если получившееся при расчётах значение меньше полученного из графика, идём дальше, если нет — ищем способ увеличить напряжение Vgs или другой транзистор.

5.Осталось только разобраться какая мощность будет выделяться на кристалле и способен ли эту мощность рассеять транзистор. И здесь есть один нюанс, обычно в даташите указывают максимальную мощность кристалла при температуре корпуса 25°

Источник

Транзисторы

Транзисторы — это радиоэлементы, которые позволяют управлять постоянным током. Принцип действия транзистора можно сравнить с реле. Но в реле в основе принципа действия лежит электромагнитная индукция и механика. В транзисторе же — работают гномики этот принцип основан на полупроводниковом переходе.

Все транзисторы можно разделить на две категории: биполярные и полевые.

Биполярные транзисторы

Биполярные транзисторы различаются на npn- и pnp-транзисторы.

Это pnp-транзистор. т.е. транзистор, открывающийся отрицательным напряжением на базу:

Vcbo — Collector-Base Voltage — напряжение коллектор-база

Vceo — Collector-Emitter Voltage — напряжение коллектор-эмиттер

Vebo — Emitter-Base Voltage- напряжение эмиттер-база = -5V

Рассеиваемая мощность 300mW — 0.3Вт

Рассмотрим на примере теперь уже pnp-транзистора — C945:

  • Напряжение коллектор-эмиттер — максимальное напряжение, на которое рассчитан транзистор, не более: 50 В
  • Напряжение эмиттер-база — максимально допустимое напряжение открытия транзистора, не более: 5 V
  • Ток коллектора — максимально допустимый ток коллектора, не более: 0.15 А
  • Рассеиваемая мощность коллектора, не более: 0.4 Вт
  • Максимальная частота тока: 150 МГц
  • Корпус TO-92/SOT23
Читайте также:  Пусковой ток электродвигателя время

О чем это нам говорит? Транзистор довольно слабый: может пропустить всего лишь 0.15А. Но этого вполне хватит для наших экспериментов

Итак, прежде всего проверим транзистор на прозвонку: ток должен течь от Б к Э и К, в остальных направлениях должен показывать бесконечность.

Полевые транзисторы

В отличие от биполярных, полевые транзисторы управляются напряжением, а не током, а если быть точным — то электрическим полем, вызываемым этим напряжением. Отсюда и пошло название — полевой. Делятся они на n-канальный и p-канальный транзисторы.

Принцип их действия похож на биполярный. Они так же имеют три вывода, каждый из которых по функционалу аналогичен выводам биполярного:

  • Вместо Базы — gate — затвор — управляющий вывод, сюда подается управляющее напряжение
  • Sourse — исток. Сюда подается основное напряжение
  • Drain — сток /*как дренаж*/ — выход напряжения

N канальный (N channel) транзистор открывается, когда на затвор подаётся напряжение и закрывается. когда напряжения нет. P канальный (P channel) работает наоборот: пока напряжения на затворе нет, через транзистор протекает ток.

Проверяется полевой транзистор иначе, нежели биполярный. Например, для n-канального в режиме прозвонки должно быть падение напряжения с Sourse на Drain. Принципы проверки биполярных транзисторов здесь неуместны.

n-канальный полевой транзистор IRF740 со следующим даташитом:

  • Максимально допустимое напряжение VDS — 400V
  • Максимально допустимое напряжение открытия/закрытия — VGS — 20V
  • Максимально допустимый постоянный ток ID при VGS = 10 V и T=25С — 10A (но лучше не превышать 6А, т.к. при повышении температуры до 100 град. этот показатель падает).
  • Максимальная рассеиваемая мощность PD — 125Вт
  • Входная емкость Ciss— 1.400 нФ

И n-канальный полевой транзистор с аналогичной цоколевкой SW2N60:

Первая таблица. Будьте внимательно, это предельные параметры:

  • Vdss — Drain to Source Voltage — 600V — максимальное напряжение, которое может пропускать транзистор (он же BVdss — напряжение обрыва)
  • Id — Continuous Drain Current — 2A — предельная сила постоянного тока, которую можно проводить на Drain
  • Vgs — Gate to Source Voltage — 30V — максимально-допустимое напряжение затвора gate /*по отношению к истоку sourse*/

Vgs(th) Gate Threshold Voltage — напряжения на затворе [для открытия] — min — 2V, max — 4V

Мощный n-канальный транзистор fb31n20d

    Vdss, Максимальное напряжение сток-исток Uси,В — 200В

Еще один n-канальный транзистор для 48V цепей 2SK3108

  • Vdss — Drain to Source Voltage (VGS = 0 V) — 200 V
  • Id — Drain Current(DC) (TC = 25°C) (DC) — ±8.0 A
  • Vgss — Gate to Source Voltage (VDS = 0 V) VGSS ±30 V
  • Максимальная мощность рассеивания для затвора — Total Power Dissipation (TA = 25°C) PT1 2Вт
  • Она же для стока — Total Power Dissipation (TC = 25°C) PT2 25 W
  • Температура эксплуатации — Storage Temperature Tstg -55 to +150 °C
  • Ток обрыва — Single Avalanche Current Ias 8.0 A

При Vgs = 0 Vds = 200V, при Vgs=30V Vds = 0V. Рекомендуемая Vgs = 10V, Vdd = 100-160V. Рекомендуемый старт при Vdd=100V, Vgs=20V

Источник