Technologické možnosti a pokroky vo vývoji vysokovýkonných tranzistorov s efektom poľa viedli k tomu, že v dnešnej dobe nie je ťažké ich kúpiť za prijateľnú cenu.
V tejto súvislosti vzrástol záujem rádioamatérov o použitie takýchto MOSFET tranzistorov v ich elektronických domácich produktoch a projektoch.
Za zmienku stojí skutočnosť, že MOSFETy sa výrazne líšia od svojich bipolárnych náprotivkov, a to parametrami aj dizajnom.
Je čas lepšie sa zoznámiť s konštrukciou a parametrami výkonných tranzistorov MOSFET, aby ste si v prípade potreby mohli vedomejšie vybrať analóg pre konkrétnu inštanciu a tiež mohli pochopiť podstatu určitých veličín uvedených v údajovom liste.
Čo je HEXFET tranzistor?
V rodine tranzistorov s efektom poľa existuje samostatná skupina výkonných polovodičové zariadenia s názvom HEXFET. Ich princíp fungovania je založený na veľmi originálnom princípe technické riešenie. Ich štruktúru tvorí niekoľko tisíc MOS buniek zapojených paralelne.
Bunkové štruktúry tvoria šesťuholník. Kvôli šesťuholníkovej alebo inak šesťuholníkovej štruktúre tento typ výkonové MOSFETy sa nazývajú HEXFETy. Prvé tri písmená tejto skratky sú prevzaté z anglického slova hex agonálny– „šesťhranný“.
Pri viacnásobnom zväčšení vyzerá kryštál výkonného HEXFET tranzistora takto.
Ako vidíte, má šesťhrannú štruktúru.
Ukazuje sa, že výkonný MOSFET je v podstate druh super-mikroobvodu, ktorý kombinuje tisíce jednotlivých jednoduchých tranzistorov s efektom poľa. Spolu vytvárajú jeden výkonný tranzistor, ktorý cez seba dokáže prejsť veľký prúd a zároveň nekladie prakticky žiadny výrazný odpor.
Vďaka špeciálnej štruktúre a výrobnej technológii HEXFET je odolnosť ich kanála RDS(zapnuté) podarilo výrazne znížiť. To umožnilo vyriešiť problém spínania prúdov niekoľkých desiatok ampérov pri napätiach do 1000 voltov.
Tu je len malá oblasť použitia vysokovýkonných tranzistorov HEXFET:
Spínacie obvody napájania.
Nabíjacie zariadenie.
Riadiace systémy elektromotorov.
Nízkofrekvenčné zosilňovače.
Napriek tomu, že mosfety vyrobené technológiou HEXFET (paralelné kanály) majú relatívne nízky odpor otvorených kanálov, ich rozsah je obmedzený a používajú sa hlavne vo vysokofrekvenčných, silnoprúdových obvodoch. Vo vysokonapäťovej výkonovej elektronike sú niekedy preferované obvody na báze IGBT.
Obrázok tranzistora MOSFET na doske plošných spojov elektrická schéma(N-kanál MOS).
Rovnako ako bipolárne tranzistory, štruktúry poľa môžu byť priame alebo spätné vedenie. To znamená s P-kanálom alebo N-kanálom. Závery sú uvedené takto:
D-drain (odtok);
S-zdroj (zdroj);
G-brána (uzáver).
O tom, ako sa označujú tranzistory s efektom poľa odlišné typy Schematické schémy nájdete na tejto stránke.
Základné parametre tranzistorov s efektom poľa.
Celý súbor parametrov MOSFET môžu vyžadovať iba vývojári zložitých elektronických zariadení a spravidla nie sú uvedené v údajovom liste (referenčný list). Stačí poznať základné parametre:
V DSS(Drain-to-Source Voltage) – napätie medzi kolektorom a zdrojom. Toto je zvyčajne napájacie napätie pre váš obvod. Pri výbere tranzistora musíte vždy pamätať na 20% rezervu.
ja D(Continuous Drain Current) – odberový prúd alebo trvalý odberový prúd. Vždy indikované pri konštantnom napätí hradla (napríklad V GS = 10V). Technický list zvyčajne uvádza maximálny možný prúd.
RDS(zapnuté)(Static Drain-to-Source On-Resistance) – odpor odtoku k zdroju otvoreného kanála. So zvyšujúcou sa teplotou kryštálov sa zvyšuje odpor otvoreného kanála. To je ľahko vidieť na grafe prevzatom z údajového listu jedného z vysokovýkonných tranzistorov HEXFET. Čím nižší je odpor na kanáli (R DS(on)), tým lepší je mosfet. Menej sa zahrieva.
P D(Power Dissipation) – výkon tranzistora vo wattoch. Iným spôsobom sa tento parameter nazýva aj disipačný výkon. V údajovom liste pre konkrétny produkt, hodnota tento parameter indikovaná pre špecifickú teplotu kryštálov.
VGS(Gate-to-Source Voltage) – saturačné napätie medzi hradlom a zdrojom. Toto je napätie, nad ktorým sa prúd cez kanál nezvyšuje. V podstate ide o maximálne napätie medzi bránou a zdrojom.
V GS(th)(Gate Threshold Voltage) – prahové napätie pre zapnutie tranzistora. Toto je napätie, pri ktorom sa otvorí vodivý kanál a začne prechádzať prúd medzi svorkou zdroja a odtokom. Ak sa medzi svorky hradla a zdroja privedie napätie menšie ako V GS(th), tranzistor sa vypne.
Graf ukazuje, ako klesá prahové napätie V GS(th) so zvyšujúcou sa teplotou kryštálu tranzistora. Pri teplote 175 0 C je to asi 1 volt a pri teplote 0 0 C je to asi 2,4 voltu. Preto údajový list zvyčajne uvádza minimum ( min.) a maximálne ( max.) prahové napätie.
Zoberme si hlavné parametre výkonného HEXFET tranzistora s efektom poľa pomocou príkladu IRLZ44ZS od International Rectifier. Napriek pôsobivému výkonu má kompaktné telo D 2 PAK pre povrchovú montáž. Pozrime sa na datasheet a zhodnotíme parametre tohto produktu.
Limit napätia zdroja odtoku (V DSS): 55 voltov.
Maximálny odberový prúd (ID): 51 Ampér.
Obmedzenie napätia hradla (V GS): 16 voltov.
Odpor odtokového zdroja otvoreného kanála (R DS(on)): 13,5 mOhm.
Maximálny výkon (P D): 80 Watt.
Odpor otvoreného kanála IRLZ44ZS je iba 13,5 miliohmov (0,0135 ohmov)!
Pozrime sa na „kus“ z tabuľky, kde sú uvedené maximálne parametre.
Je jasne viditeľné, ako pri konštantnom napätí hradla, ale so zvyšujúcou sa teplotou, prúd klesá (z 51A (pri t=25 0 C) na 36A (pri t=100 0 C)). Výkon pri teplote krytu 25 0 C sa rovná 80 wattom. Uvádzajú sa aj niektoré parametre v pulznom režime.
Tranzistory MOSFET majú vysokú rýchlosť, ale majú jednu významnú nevýhodu - veľkú kapacitu brány. V dokumentoch je vstupná kapacita hradla označená ako C iss (Vstupná kapacita).
Čo ovplyvňuje kapacita brány? Výrazne ovplyvňuje určité vlastnosti tranzistorov s efektom poľa. Pretože vstupná kapacita je pomerne veľká a môže dosiahnuť desiatky pikofaradov, použitie tranzistorov s efektom poľa v obvodoch vysoká frekvencia obmedzené.
Dôležité vlastnosti tranzistorov MOSFET.
Pri práci s tranzistormi s efektom poľa, najmä s izolovanými hradlami, je veľmi dôležité pamätať na to, že sú „smrteľné“ strach zo statickej elektriny. Zaspájkujete ich do obvodu len tak, že najprv spojíte vodiče spolu s tenkým drôtikom.
Pri skladovaní je lepšie všetky vývody MOS tranzistora skratovať pomocou obyčajnej hliníkovej fólie. Tým sa zníži riziko poškodenia brány statickou elektrinou. Pri jeho inštalácii na vytlačená obvodová doska Je lepšie použiť spájkovaciu stanicu ako bežnú elektrickú spájkovačku.
Faktom je, že obyčajná elektrická spájkovačka nemá ochranu pred statickou elektrinou a nie je „izolovaná“ od siete cez transformátor. Jeho medený hrot vždy obsahuje elektromagnetické rušenie z elektrickej siete.
Akékoľvek prepätie v elektrickej sieti môže poškodiť spájkovaný prvok. Preto pri spájkovaní tranzistora s efektom poľa do obvodu elektrickou spájkovačkou riskujeme poškodenie MOSFET tranzistora.
VÝKONNÉ IMPORTOVANÉ POĽNÉ tranzistory
| Značka | Napätie, V | Prechodový odpor, Ohm | Odtokový prúd, A | Výkon, W | Rám | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
| STH60N0SFI | 50 | 0,023 | 40,0 | 65 | ISOWATT218 | ||
| STVHD90FI | 50 | 0,023 | 30,0 | 40 | ISOWATT220 | ||
| STVHD90 | 50 | 0,023 | 52,0 | 125 | TO-220 | ||
| STH60N05 | 50 | 0,023 | 60,0 | 150 | TO-218 | ||
| IRFZ40 | 50 | 0,028 | 35.0 | 125 | TO-220 | ||
| BUZ15 | 50 | 0.03 | 45,0 | 125 | TO-3 | ||
| SGSP592 | 50 | 0,033 | 40,0 | 150 | TO-3 | ||
| SGSP492 | 50 | 0.033 | 40,0 | 150 | TO-218 | ||
| IRFZ42FI | 50 | 0,035 | 24,0 | 40 | ISOWATT220 | ||
| IRFZ42 | 50 | 0,035 | 35,0 | 125 | TO-220 | ||
| BUZ11FI | 50 | 0,04 | 20,0 | 35 | ISOWATT220 | ||
| BUZ11 | 50 | 0,04 | 30,0 | 75 | TO-220 | ||
| BUZ14 | 50 | 0,04 | 39,0 | 125 | TO-3 | ||
| BUZ11A | 50 | 0,06 | 25,0 | 75 | TO-220 | ||
| SGSP382 | 50 | 0.06 | 28,0 | 100 | TO-220 | ||
| SGSP482 | 50 | 0.06 | 30.0 | 125 | TO-218 | ||
| BUZ10 | 50 | 0.08 | 20.0 | 70 | TO-220 | ||
| BUZ71FI | 50 | 0,10 | 12,0 | 30 | ISOWATT220 | ||
| IRF20FI | 50 | 0,10 | 12,5 | 30 | ISOWATT220 | ||
| BUZ71 | 50 | 6,10 | 14,0 | 40 | TO-220 | ||
| IRFZ20 | 50 | 0,10 | 15.0 | 40 | TO-220 | ||
| BUZ71AFI | 50 | 0,12 | 11,0 | 30 | ISOWATT220 | ||
| IRFZ22FI | 50 | 0,12 | 12,0 | 30 | ISOWATT220 | ||
| BUZ71A | 50 | 0,12 | 13,0 | 40 | TO-220 | ||
| IRFZ22 | 50 | 0,12 | 14,0 | 40 | TO-220 | ||
| BUZ10A | 50 | 0,12 | 17,0 | 75 | TO-220 | ||
| SGSP322 | 50 | 0,13 | 16,0 | 75 | TO-220 | ||
| SGSP358 | 50 | 0.30 | 7,0 | 50 | TO-220 | ||
| MTH40N06FI | 60 | 0,028 | 26,0 | 65 | ISOWATT218 | ||
| MTH40N06 | 60 | 0,028 | 40,0 | 150 | TO-218 | ||
| SGSP591 | 60 | 0,033 | 40,0 | 150 | TO-3 | ||
| SGSP491 | 60 | 0,033 | 40,0 | 150 | TO-218 | ||
| BUZ11S2FI | 60 | 0,04 | 20,0 | 35 | ISOWATT220 | ||
| BUZ11S2 | 60 | 0,04 | 30,0 | 75 | TO-220 | ||
| IRFP151FI | 60 | 0,055 | 26,0 | 65 | ISOWATT218 | ||
| IRF151 | 60 | 0.055 | 40,0 | 150 | TO-3 | ||
| IRFP151 | 60 | 0.055 | 40,0 | 150 | TO-218 | ||
| SGSP381 | 60 | 0,06 | 28,0 | 100 | TO-220 | ||
| SGSP481 | 60 | 0.06 | 30.0 | 125 | TO-218 | ||
| IRFP153FI | 60 | 0,08 | 21,0 | 65 | ISOWATT218 | ||
| IRF153 | 60 | 0,08 | 33,0 | 150 | TO-3 | ||
| IRFP153 | 60 | 0,08 | 34.0 | 150 | TO-218 | ||
| SGSP321 | 60 | 0,13 | 16,0 | 75 | TO-220 | ||
| MTP3055EFI | 60 | 0,15 | 10,0 | 30 | ISOWATT220 | ||
| MTP3055E | 60 | 0,15 | 12.0 | 40 | TO-220 | ||
| IRF521FI | 80 | 0,27 | 7,0 | 30 | ISOWATT220 | ||
| IRF521 | 80 | 0.27 | 9,2 | 60 | TO-220 | ||
| IRF523FI | 80 | 036 | 6,0 | 30 | ISOWATT220 | ||
| IRF523 | 80 | 0.36 | 8,0 | 60 | TO-220 | ||
| SGSP472 | 80 | 0,05 | 35.0 | 150 | TO-218 | ||
| IRF541 | 80 | 0,077 | 15,0 | 40 | ISOWATT220 | ||
| IRF141 | 80 | 0.077 | 28,0 | 125 | TO-3 | ||
| IRF541 | 80 | 0.077 | 28,0 | 125 | TO-220 | ||
| IRF543F1 | 80 | 0,10 | 14,0 | 40 | SOWATT220 | ||
| SGSP362 | 80 | 0,10 | 22.0 | 100 | TO-220 | ||
| IRF143 | 80 | 0,10 | 25,0 | 125 | TO-3 | ||
| SGSP462 | 80 | 0.10 | 25,0 | 125 | TO-218 | ||
| IRF543 | 80 | 0,10 | 25.0 | 125 | O-220 | ||
| IRF531FI | 80 | 0.16 | 9,0 | 35 | SOWATT220 | ||
| IRF531 | 80 | 0.16 | 14,0 | 79 | O-220 | ||
| IRF533FI | 80 | 0,23 | 8,0 | 35 | ISOWATT220 | ||
| IRF533 | 80 | 0,23 | 12.0 | 79 | TO-220 | ||
| IRF511 | 80 | 0,54 | 5.6 | 43 | TO-220 | ||
| IRF513 | 80 | 0,74 | 4,9 | 43 | TO-220 | ||
| IRFP150FI | 100 | 0,055 | 26,0 | 65 | ISOWATT218 | ||
| IRF150 | 100 | 0,055 | 40,0 | 150 | TO-3 | ||
| IRFP150 | 100 | 0,055 | 40,0 | 150 | TO-218 | ||
| BUZ24 | 100 | 0,6 | 32,0 | 125 | TO-3 | ||
| IRF540FI | 100 | 0,077 | 15,0 | 40 | ISOWATT220 | ||
| IRF140 | 100 | 0,077 | 28,0 | 125 | TO-3 | ||
| IRF540 | 100 | 0,077 | 28,0 | 125 | TO-220 | ||
| SGSP471 | 100 | 0,075 | 30,0 | 150 | TO-218 | ||
| IRFP152FI | 100 | 0,08 | 21,0 | 65 | ISOWATT218 | ||
| IRF152 | 100 | 0,08 | 33,0 | 150 | TO-3 | ||
| IRFP152 | 100 | 0,08 | 34.0 | 150 | TO-218 | ||
| IRF542FI | 100 | 0,10 | 14,0 | 40 | ISOWATT220 | ||
| BUZ21 | 100 | 0,10 | 19.0 | 75 | TO-220 | ||
| BUZ25 | 100 | 0,10 | 19.0 | 78 | TO-3 | ||
| IRF142 | 100 | 0,10 | 25,0 | 125 | TO-3 | ||
| IRF542 | 100" | 0,10 | 25,0 | 125 | TO-220 | ||
| SGSP361 | 100 | 0,15 | 18,0 | 100 | TO-220 | ||
| SGSP461 | 100 | 0,15 | 20.0 | 125 | TO-218 | ||
| IRF530FI | 100 | 0,16 | 9,0 | 35 | ISOWATT220 | ||
| IRF530 | 100 | 0,16 | 14.0 | 79 | TO-220 | ||
| BUZ20 | 100 | 0,20 | 12.0 | 75 | TO-220 | ||
| IRF532FI | 100 | 0.23 | 8.0 | 35 | ISOWATT220 | ||
| IRF532 | 100 | 0,23 | 12,0 | 79 | TO-220 | ||
| BUZ72A | 100 | 0,25 | 9,0 | 40 | TO-220 | ||
| IRF520FI | 100 | 0.27 | 7,0 | 30 | ISOWATT220 | ||
| IRF520 | 100 | 0,27 | 9,2 | 60 | TO-220 | ||
| SGSP311 | 100 | 0,30 | 11.0 | 75 | TO-220 | ||
| IRF522FI | 100 | 0,36 | 6.0 | 30 | ISOWATT220 | ||
| IRF522 | 100 | 0,36 | 8,0 | 60 | TO-220 | ||
| IRF510 | 100 | 0,54 | 5,6 | 43 | TO-220 | ||
| SGSP351 | 100 | 0,60 | 6,0 | 50 | TO-220 | ||
| IRF512 | 100 | 0,74 | 4,9 | 43 | TO-220 | ||
| SGSP301 | 100 | 1,40 | 2,5 | 18 | TO-220 | ||
| IRF621FI | 160 | 0,80 | 4.0 | 30 | ISOWATT220 | ||
| IRF621 | 150 | 0,80 | 5,0 | 40 | TO-220 | ||
| IRF623FI | 150 | 1,20 | 3,5 | 30 | ISOWATT220 | ||
| IRF623 | 150 | 1.20 | 4.0 | 40 | TO-220 | ||
| STH33N20FI | 200 | 0.085 | 20.0 | 70 | ISOWATT220 | ||
| SGSP577 | 200 | 0,17 | 20,0 | 150 | TO-3 | ||
| SGSP477 | 200 | 0,17 | 20,0 | 150 | TO-218 | ||
| 8UZ34 | 200 | 0,20 | 19,0 | 150 | TO-3 | ||
| SGSP367 | 200 | 0,33 | 12,0 | 100 | TO-220 | ||
| BUZ32 | 200 | 0,40 | 9,5 | 75 | TO-220 | ||
| SGSP317 | 200 | 0,75 | 6,0 | 75 | TO-220 | ||
| IRF620FI | 200 | 0,80 | 4,0 | 30 | ISOWATT220 | ||
| IRF620 | 200 | 0,80 | 5,0 | 40 | TO220 | ||
| IRF622FI | 200 | 1.20 | 3,5 | 30 | ISOWATT220 | ||
| IRF622 | 200 | 1.20 | 4,0 | 40 | TO-220 | ||
| IRF741FI | 350 | 0.55 | 5,5 | 40 | ISOWATT220 | ||
| IRF741 | 350 | 0,55 | 10,0 | 125 | TO-220 | ||
| IRF743 | 350 | 0.80 | 8,3 | 125 | TO-220 | ||
| IRF731FI | 350 | 1,00 | 3,5 | 35 | ISOWATT220 | ||
| IRF731 | 350 | 1,00 | 5,5 | 75 | TO-220 | ||
| IRF733FI | 350 | 1,50 | 3,0 | 35 | ISOWATT220 | ||
| IRF733 | 350 | 1,50 | 4.5 | 75 | TO-220 | ||
| IRF721FI | 350 | 1,80 | 2.5 | 30 | ISOWATT220 | ||
| IRF721 | 350 | 1,80 | 3.3 | 50 | TO-220 | ||
| IRF723FI | 350 | 2,50 | 2,0 | 30 | ISOWATT220 | ||
| IRF723 | 350 | 2,50 | 2,8 | 50 | TO-220 | ||
| IRFP350FI | 400 | 0,30 | 10,0 | 70 | ISOWATT218 | ||
| IRF350 | 400 | 0,30 | 15,0 | 150 | TO-3 | ||
| IRFP350 | 400 | 0,30 | 16,0 | 180 | TO-218 | ||
| IRF740FI | 400 | 0,55 | 5,5 | 40 | ISOWATT220 | ||
| IRF740 | 400 | 0,55 | 10,0 | 125 | TO-220 | ||
| SGSP475 | 400 | 0,55 | 10,0 | 150 | TO-218 | ||
| IRF742FI | 400 | 0,80 | 4,5 | 40 | ISOWATT220 | ||
| IRF742 | 400 | 0,80 | 8,3 | 125 | TO-220 | ||
| IRF730FI | 400 | 1,00 | 3,5 | 35 | ISOWATT220 | ||
| BUZ60 | 400 | 1,00 | 5,5 | 75 | TO-220 | ||
| IRF730 | 400 | 1,00 | 5,5 | 75 | TO-220 | ||
| IRF732FI | 400 | 1,50 | 3,0 | 35 | ISOWATT220 | ||
| BUZ60B | 400 | 1,50 | 4,5 | 75 | TO-220 | ||
| IRF732 | 400 | 1,50 | 4,5 | 75 | TO-220 | ||
| IRF720FI | 400 | 1,80 | 2,5 | 30 | ISOWATT220 | ||
| BUZ76 | 400 | 1,80 | 3,0 | 40 | TO-220 | ||
| IRF720 | 400 | 1,80 | 3,3 | 50 | TO-220 | ||
| IRF722FI | 400 | 2,50 | 2,0 | 30 | ISOWATT220 | ||
| BUZ76A | 400 | 2,50 | 2,6 | 40 | TO-220 | ||
| IRF722 | 400 | 2,50 | 2,8 | 50 | TO-220 | ||
| SGSP341 | 400 | 20,0 | 0,6 | 18 | TO-220 | ||
| IRFP451FI | 450 | 0,40 | 9,0 | 70 | ISOWATT218 | ||
| IRF451 | 450 | 0,40 | 13,0 | 150 | TO-3 | ||
| IRFP451 | 450 | 0,40 | 14,0 | 180 | TO-218 | ||
| IRFP453FI | 450 | 0,50 | 8,0 | 70 | ISOWATT218 | ||
| IRF453 | 450 | 0,50 | 11,0 | 150 | TO-3 | ||
| IRFP453 | 450 | 0,50 | 12,0 | 180 | TO-218 | ||
| SGSP474 | 450 | 0,70 | 9,0 | 150 | TO-218 | ||
| IRF841FI | 450 | 0,85 | 4,5 | 40 | ISOWATT220 | ||
| IF841 | 450 | 0.85 | 8,0 | 125 | TO-220 | ||
| IRFP441FI | 450 | 0,85 | 5,5 | 60 | ISOWATT218 | ||
| IRF843FI | 450 | 1,10 | 4,0 | 40 | ISOWATT220 | ||
| IRF843 | 450 | 1,10 | 7,0 | 125 | TO-220 | ||
| IRF831FI | 450 | 1,50 | 3,0 | 35 | ISOWATT220 | ||
| IRF831 | 450 | 1,50 | 4,5 | 75 | TO-220 | ||
| SGSP364 | 450 | 1,50 | 5,0 | 100 | TO-220 | ||
| IRF833FI | 450 | 2,00 | 2,5 | 35 | ISOWATT220 | ||
| IRF833 | 450 | 2,00 | 4,0 | 75 | T0220 | ||
| IRF821FI | 450 | 3,00 | 2,0 | 30 | ISOWATT220 | ||
| IRF821 | 450 | 3,00 | 2,5 | 50 | TO-220 | ||
| SGSP330 | 450 | 3,00 | 3,0 | 75 | TO-220 | ||
| IRF823FI | 450 | 4,00 | 1.5 | 30 | ISOWATT220 | ||
| IRF823 | 450 | 4,00 | 2,2 | 50 | TO-220 | ||
| IRFP450FI | 500 | 0,40 | 9,0 | 70 | ISOWATT218 | ||
| IRF450 | 500 | 0,40 | 13,0 | 150 | TO-3 | ||
| IRFP450 | 500 | 0,40 | 14,0 | 180 | TO-218 | ||
| IRFP452FI | 500 | 0,50 | 8,0 | 70 | ISOWATT218 | ||
| IRF452 | 500 | 0,50 | 11,0 | 150 | TO-3 | ||
| IRFP4S2 | 500 | 0,50 | 12,0 | 180 | TO-218 | ||
| BUZ353 | 500 | 0,60 | 9,5 | 125 | TO-218 | ||
| BUZ45 | 500 | 0,60 | 9,6 | 125 | TO-3 | ||
| SGSP579 | 500 | 0,70 | 9,0 | 150 | TO-3 | ||
| SGSP479 | 500 | 0,70 | 9.0 | 150 | TO-218 | ||
| BU2354 | 500 | 0,80 | 8,0 | 125 | TO-218 | ||
| BUZ45A | 500 | 0,80 | 8,3 | 125 | TO-3 | ||
| IRF840FI | 500 | 0,85 | 4,5 | 40 | ISOWATT220 | ||
| IRF840 | 500 | 0,85 | 8,0 | 125 | TO-220 | ||
| IRFP440FI | 500 | 0,85 | 5,5 | 60 | ISOWATT218 | ||
| IRF842FI | 500 | 1,10 | 4,0 | 40 | ISOWATT220 | ||
| IRF842 | 500 | 1.10 | 7,0 | 125 | TO-220 | ||
| IRF830FI | 500 | 1,50 | 3,0 | 35 | ISOWATT220 | ||
| BUZ41A | 500 | 1,50 | 4,5 | 75 | TO-220 | ||
| IRF830 | 500 | 1,50 | 4,5 | 75 | TO-220 | ||
| SGSP369 | 500 | 1,50 | 5,0 | 100 | TO-220 | ||
| IRF832FI | 500 | 2,00 | 2,5 | 35 | ISOWATT220 | ||
| BUZ42 | 500 | 2,00 | 4,0 | 75 | TO-220 | ||
| IRF832 | 500 | 2,00 | 4,0 | 75 | TO-220 | ||
| IRF820FI | 500 | 3,00 | 2,0 | 30 | ISOWATT220 | ||
| BUZ74 | 500 | 3,00 | 2,4 | 40 | TO-220 | ||
| IRF820 | 500 | 3,00 | 2,5 | 50 | TO-220 | ||
| SGSP319 | 500 | 3,80 | 2,8 | 75 | TO-220 | ||
| IRF322FI | 500 | 4,00 | 1,5 | 30 | ISOWATT220 | ||
| BUZ74A | 500 | 4,00 | 2,0 | 40 | TO-220 | ||
| IRF822 | 500 | 4,00 | 2,2 | 50 | TO-220 | ||
| SGSP368 | 550 | 2,50 | 5,0 | 100 | TO-220 | ||
| MTH6N60FI | 600 | 1,20 | 3.5 | 40 | ISOWATT218 | ||
| MTP6N60FI | 600 | 1,20 | 6,0 | 125 | ISOWATT220 | ||
| MTP3N60FI | 600 | .2,50 | 2,5 | 35 | I30 WATT 220 | ||
| MTP3N60 | 600 | 2,50 | 3,0 | 75 | TO-220 | ||
| STH9N80FI | 800 | 1,00 . | 5,6 | 70 | ISOWATT218 | ||
| STH9N80 | 800 | 1,00 | 9,0 | 180 | TO-218 | ||
| STH8N80FI | 800 | 1,20 | 5,0 | 70 | ISOWATT218 | ||
| STH8N80 | 800 | 1,20 | 8.0 | 180 | TO-218 | ||
| STHV82FI | 800 | 2,00 | 3,5 | 65 | ISOWATT218 | ||
| STHV82 | 800 | 2,00 | 5,5 | 125 | TO-218 | ||
| BUZ80AFI | 800 | 3,00 | 2,4 | 40 | ISOWATT220 | ||
| BUZ80A | 800 | 3,00 | 3,8 | 100 | TO-220 | ||
| BUZ80FI | 800 | 4,00 | 2,0 | 35 | ISOWATT220 | ||
| BUZ80 | 800 | 4,00 | 2,6 | 75 | TO-220 | ||
| STH6N100FI | 1000 | 2,00 | 3,7 | 70 | ISOWATT218 | ||
| STH6N100 | 1000 | 2,00 | 6,0 | 180 | TO-218 | ||
| STHV102FI | 1000 | 3,50 | 3,0 | 65 | ISOWATT218 | ||
| STHV102 | 1000 | 3,50 | 4,2 | 125 | TO-218 | ||
| SGS100MA010D1 | 100 | 0,014 | 50 | 120 | TO-240 | ||
| SGS150MA010D1 | 100 | 0,009 | 75 | 150 | TO-240 | ||
| SGS30MA050D1 | 500 | 0,20 | 15 | 30 | TO-240 | ||
| SGS35MA050D1 | 500 | 0,16 | 17,5 | 35 | TO-240 | ||
| TSD200N05V | 50 | 0,006 | 200 | 600 | Izotop | ||
| TSD4M150V | 100 | 0,014 | 70 | 135 | Izotop | ||
| TSD4M251V | 150 | 0,021 | 70 | 110 | Izotop | ||
| TSD4M250V | 200 | 0,021 | 60 | 110 | Izotop | ||
| TSD4M351V | 350 | 0,075 | 30 | 50 | Izotop | ||
| TSD4M350V | 400 | 0,075 | 30 | 50 | Izotop | ||
| TSD4M451V | 450 | 0,1 | 28 | 45 | Izotop | ||
| TSD2M450V | 500 | 0,2 | 26 | 100 | Izotop | ||
| TSD4M450V | 500 | 0,1 | 28 | 45 | Izotop | ||
| TSD22N80V | 800 | 0,4 | 22 | 77 | Izotop | ||
| TSD5MG40V | 1000 | 0,7 | 9 | 17 | Izotop |
Funkčnosť tranzistora s efektom poľa je možné skontrolovať pomocou multimetra v režime P-N testovanie diódové prechody. Hodnota odporu zobrazená multimetrom pri tomto limite sa číselne rovná priepustnému napätiu pri P-N križovatka v milivoltoch. Pracovný tranzistor by mal mať medzi všetkými jeho svorkami nekonečný odpor. Niektoré moderné vysokovýkonné tranzistory s efektom poľa však majú zabudovanú diódu medzi kolektorom a zdrojom, takže sa stáva, že kanál zdroja kolektora sa pri testovaní správa ako bežná dióda. Pomocou čiernej (zápornej) sondy sa dotknite odtoku (D) a červenej (kladnej) sondy sa dotknite zdroja (S). Multimeter ukazuje pokles napätia v priepustnom smere na vnútornej dióde (500 - 800 mV). Pri spätnom predpätí by mal multimeter vykazovať nekonečný odpor, tranzistor je uzavretý. Potom sa bez odstránenia čiernej sondy dotknite červenej sondy brány (G) a znova ju vráťte do zdroja (S). Multimeter ukazuje 0 mV a pri akejkoľvek polarite použitého napätia sa tranzistor s efektom poľa dotykom otvoril. Ak sa teraz dotknete brány (G) čiernou sondou bez uvoľnenia červenej sondy a vrátite ju do kolektora (D), tranzistor s efektom poľa sa zatvorí a multimeter opäť ukáže pokles napätia na dióde. To platí pre väčšinu N-kanálových FET.
V technike a rádioamatérskej praxi sa často používajú tranzistory s efektom poľa. Takéto zariadenia sa líšia od bežných bipolárnych tranzistorov tým, že v nich je výstupný signál riadený riadiacim elektrickým poľom. Obzvlášť často sa používajú izolované tranzistory s efektom hradlového poľa.
Anglické označenie pre takéto tranzistory je MOSFET, čo znamená „polom riadený kov-oxidový polovodičový tranzistor“. V domácej literatúre sa tieto zariadenia často nazývajú tranzistory MOS alebo MOS. V závislosti od výrobnej technológie môžu byť takéto tranzistory n- alebo p-kanálové.
Tranzistor n-kanálového typu pozostáva z kremíkového substrátu s p-vodivosťou, n-oblastí získaných pridaním nečistôt do substrátu a dielektrika, ktoré izoluje hradlo od kanála umiestneného medzi n-oblasťami. Kolíky (zdroj a odtok) sú pripojené k n-regiónom. Pod vplyvom zdroja energie môže prúd prechádzať zo zdroja do odtoku cez tranzistor. Veľkosť tohto prúdu je riadená izolovanou bránou zariadenia.
Pri práci s tranzistormi s efektom poľa je potrebné vziať do úvahy ich citlivosť na účinky elektrického poľa. Preto ich treba skladovať so svorkami skratovanými fóliou a pred spájkovaním svorky skratovať drôtom. Tranzistory s efektom poľa musia byť spájkované pomocou spájkovacej stanice, ktorá poskytuje ochranu pred statickou elektrinou.
Predtým, ako začnete kontrolovať použiteľnosť tranzistora s efektom poľa, musíte určiť jeho pinout. Na dovážanom zariadení sa často používajú značky, ktoré identifikujú zodpovedajúce svorky tranzistora.
Písmeno G označuje bránu zariadenia, písmeno S zdroj a písmeno D odtok.
Ak na zariadení nie je žiadny pinout, musíte ho vyhľadať v dokumentácii k tomuto zariadeniu.
Obvod na kontrolu n-kanálového tranzistora s efektom poľa pomocou multimetra
Pred kontrolou prevádzkyschopnosti tranzistora s efektom poľa je potrebné vziať do úvahy, že v moderných rádiových komponentoch typu MOSFET je medzi odtokom a zdrojom prídavná dióda. Tento prvok je zvyčajne prítomný na schéme zariadenia. Jeho polarita závisí od typu tranzistora.
Všeobecné pravidlá to znamená, že sa hovorí, že treba začať postup stanovením výkonu samotného meracieho zariadenia. Keď sa ubezpečili, že funguje bezchybne, prejdú na ďalšie merania.
Závery:
- Tranzistory MOSFET s efektom poľa sú široko používané v technológii a amatérskej rádiovej praxi.
- Výkon takýchto tranzistorov je možné skontrolovať pomocou multimetra podľa určitej metódy.
- Testovanie p-kanálového tranzistora s efektom poľa pomocou multimetra sa vykonáva rovnakým spôsobom ako n-kanálového tranzistora s tým rozdielom, že polarita vodičov multimetra by sa mala obrátiť.
Video o tom, ako otestovať tranzistor s efektom poľa
Tranzistor je polovodičová elektronická súčiastka. Odvolávame sa na to aktívnych prvkov obvodov, pretože umožňuje konverziu elektrických signálov (nelineárne).
Field alebo MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) - tranzistor s efektom poľa s kovovo-oxidovo-polovodičovou štruktúrou. Preto sa často nazýva aj jednoducho MOS tranzistor.
Tranzistory vyrobené touto technológiou pozostávajú z troch vrstiev:
- Prvou vrstvou je doštička vyrezaná z homogénneho kremíkového kryštálu alebo z kremíka dopovaného germániom.
- Druhou vrstvou v poradí je nástrek veľmi tenkej vrstvy dielektrika (izolátora) z oxidu kremičitého alebo oxidu kovu (oxidy hliníka alebo zirkónu). Hrúbka tejto vrstvy je v závislosti od technológie asi 10 nm a in najlepšia možnosť hrúbka tejto vrstvy môže byť približne 1,2 nm. Pre porovnanie: 5 atómov kremíka umiestnených blízko seba tvorí hrúbku blízku 1,2 nm.
- Tretia vrstva je vrstva pozostávajúca z vysoko vodivého kovu. Na tento účel sa najčastejšie používa zlato.
Konštrukcia takéhoto tranzistora je schematicky znázornená nižšie:
Treba poznamenať, že tranzistory s efektom poľa sa dodávajú v dvoch typoch: typu N a typu P, podobne ako v prípade bipolárnych tranzistorov, ktoré sa vyrábajú vo variantoch PNP a NPN.
Medzi tranzistormi s efektom poľa je oveľa bežnejší typ N. Okrem toho existujú tranzistory s efektom poľa:
- s vyčerpaným kanálom, to znamená tými, ktoré cez seba prechádzajú slabým prúdom pri absencii napätia na bráne, a aby sa úplne zablokoval, je potrebné na bránu použiť spätné predpätie niekoľkých voltov;
- s obohateným kanálom - ide o typ tranzistora s efektom poľa, ktorý pri absencii napätia na bráne nevedie prúd, ale vedie ho iba vtedy, keď napätie aplikované na bránu prekročí zdrojové napätie.
Veľkou výhodou FET je, že sú riadené napätím, na rozdiel od bipolárnych tranzistorov, ktoré sú riadené prúdom.
Princíp ich fungovania tranzistora s efektom poľa je ľahšie pochopiť na príklade hydraulického žeriavu.
Na riadenie prietoku vysokotlakovej kvapaliny vo veľkom potrubí je potrebné malé úsilie na otvorenie alebo zatvorenie ventilu. Inými slovami, s malým množstvom práce dosiahneme veľký efekt. Malá sila, ktorou pôsobíme na rukoväť kohútika, ovláda oveľa väčšiu silu vody, ktorá tlačí na ventil.
Vďaka tejto vlastnosti tranzistorov s efektom poľa môžeme riadiť prúdy a napätia, ktoré sú oveľa vyššie ako tie, ktoré nám dáva napríklad mikrokontrolér.
Ako bolo uvedené vyššie, konvenčný MOSFET spravidla nevedie prúd v ceste zdroj-odtok. Na prenesenie takéhoto tranzistora do vodivého stavu je potrebné priviesť napätie medzi zdroj a hradlo, ako je znázornené na obrázku nižšie.
Nasledujúci obrázok ukazuje charakteristiku prúdového napätia tranzistora IRF540.
Graf ukazuje, že tranzistor začne viesť, keď sa napätie medzi hradlom a zdrojom priblíži 4V. Na úplné otvorenie je však potrebných takmer 7 voltov. To je oveľa viac, ako dokáže mikrokontrolér vydať.
V niektorých prípadoch môže stačiť prúd 15 mA a napätie 5V. Ale čo ak je to príliš málo? Sú dve cesty von.
- Môžete použiť špeciálne MOSFETy so zníženým napätím hradla, napríklad BUZ10L.
- Prípadne môžete použiť prídavný zosilňovač na zvýšenie riadiaceho napätia.
Bez ohľadu na rozsah použitia má každý tranzistor s efektom poľa niekoľko kľúčových parametrov, a to:
- Prípustné napätie kolektor-zdroj: UDSmax
- Maximálny odberový prúd: IDmax
- Prahové napätie otvorenia: UGSth
- Odpor kanála v zapnutom stave: RDSon
V mnohých prípadoch je RDSon kľúčovým parametrom, pretože nám nepriamo naznačuje stratu výkonu, čo je krajne nežiaduce.
Zoberme si napríklad tranzistor v puzdre TO-220 s odporom RDSon = 0,05 Ohm a prúdom 4A pretekajúcim týmto tranzistorom.
Vypočítajme straty energie:
- UDS = 0,05 Ohm x 4A = 0,2 V
- P=0,2V x 4A=0,8W
Strata výkonu, ktorú dokáže rozptýliť tranzistor v puzdre TO-220, je niečo cez 1 W, takže v tomto prípade si vystačíte s radiátorom. Avšak už pri prúde 10A budú straty 5W, takže bez radiátora sa nedá robiť.
Preto čím menší je RDSon, tým lepšie. Preto pri výbere MOSFET tranzistora pre konkrétnu aplikáciu treba tento parameter vždy brať do úvahy.
V praxi s pribúdajúcimi prípustné napätie UDSmax zvyšuje odpor zdroja-odtok. Z tohto dôvodu by sa nemali vyberať tranzistory s UDSmax väčším ako je požadované.
MOP (v buržoáznom jazyku MOSFET) znamená Metal-Oxide-Semiconductor, z tejto skratky je zrejmá štruktúra tohto tranzistora.
Ak na prstoch, potom má polovodičový kanál, ktorý slúži ako jedna doska kondenzátora a druhá doska je kovová elektróda umiestnená cez tenkú vrstvu oxidu kremičitého, čo je dielektrikum. Keď sa na bránu privedie napätie, tento kondenzátor sa nabije a elektrické pole brány pritiahne náboje do kanála, v dôsledku čoho sa v kanáli objavia mobilné náboje, ktoré môžu tvoriť elektrický prúd a odpor zdroja odtoku klesá. ostro. Čím vyššie je napätie, tým viac nábojov a nižší odpor, v dôsledku toho môže odpor klesnúť na malé hodnoty - stotiny ohmu, a ak ďalej zvyšujete napätie, dôjde k rozpadu oxidovej vrstvy a Khanovho tranzistora. objaví sa.
Výhoda takéhoto tranzistora oproti bipolárnemu je zrejmá - na hradlo treba priviesť napätie, ale keďže ide o dielektrikum, prúd bude nulový, čiže potrebný výkon na ovládanie tohto tranzistora bude mizivý, v skutočnosti spotrebúva len v momente spínania, keď sa kondenzátor nabíja a vybíja.
Nevýhoda vyplýva z jeho kapacitnej vlastnosti - prítomnosť kapacity na bráne vyžaduje pri otváraní veľký nabíjací prúd. Teoreticky sa rovná nekonečnu v nekonečne malých časových úsekoch. A ak je prúd obmedzený odporom, potom sa kondenzátor bude pomaly nabíjať - nie je úniku z časovej konštanty RC obvodu.
MOS tranzistory sú P a N potrubia. Majú rovnaký princíp, rozdiel je len v polarite prúdových nosičov v kanáli. V súlade s tým v rôznych smeroch riadiaceho napätia a začlenenia do obvodu. Tranzistory sa veľmi často vyrábajú vo forme komplementárnych párov. To znamená, že existujú dva modely s presne rovnakými charakteristikami, ale jeden z nich je N kanál a druhý je P kanál. Ich označenie sa spravidla líši o jednu číslicu.
 |
Moje najobľúbenejšie MOP tranzistory sú IRF630(n kanál) a IRF9630(p kanál) naraz som ich vyrobil asi tucet každého druhu. Má nie príliš veľké telo TO-92 tento tranzistor dokáže famózne pretiahnuť cez seba až 9A. Jeho otvorený odpor je len 0,35 Ohm.
To je však celkom starý tranzistor, teraz su chladnejsie veci napr IRF7314, schopný uniesť rovnakých 9A, no zároveň sa zmestí do puzdra SO8 - veľkosti štvorca notebooku.
Jeden z problémov s dokovaním MOSFET tranzistor a mikrokontrolér (príp digitálny obvod) je, že na to, aby sa úplne otvoril až do úplného nasýtenia, tento tranzistor potrebuje priviesť na bránu o niečo viac napätia. Zvyčajne je to asi 10 voltov a MK môže mať výstup maximálne 5.
Sú tri možnosti:
Vo všeobecnosti je však správnejšie nainštalovať ovládač, pretože okrem hlavných funkcií generovania riadiacich signálov poskytuje aj prúdovú ochranu, ochranu proti poruche, prepätiu, ako dodatočnú cetku, optimalizuje rýchlosť otvárania na maximum, vo všeobecnosti nespotrebováva svoj prúd nadarmo. Výber tranzistora tiež nie je veľmi ťažký, najmä ak sa neobťažujete s obmedzovacími režimami. V prvom rade by vás mala zaujímať hodnota odtokového prúdu – I Drain resp ja D tranzistor si vyberiete na základe maximálneho prúdu pre vašu záťaž, najlepšie s rezervou 10 percent. Ďalším dôležitým parametrom pre vás je VGS- Saturačné napätie Source-Gate alebo jednoduchšie riadiace napätie. Niekedy je to napísané, ale častejšie si treba pozrieť tabuľky. Hľadá sa graf závislosti výstupnej charakteristiky ja D od VDS pri rôznych hodnotách VGS. A prídete na to, aký režim budete mať.
Napríklad musíte napájať motor na 12 voltov s prúdom 8A. Posral si ovládač a máš len 5 voltový riadiaci signál. Prvá vec, ktorá ma po tomto článku napadla, bola IRF630. Prúd je vhodný s rezervou 9A oproti požadovaným 8. Pozrime sa však na výstupnú charakteristiku:
Ak budete na tomto spínači používať PWM, musíte sa informovať na časy otvárania a zatvárania tranzistora, vybrať si najväčší a vzhľadom na čas vypočítať maximálnu frekvenciu, ktorej je schopný. Toto množstvo sa nazýva Oneskorenie prepínača alebo t na,t off, vo všeobecnosti niečo také. No, frekvencia je 1/t. Je tiež dobré pozrieť sa na kapacitu brány C iss Na základe neho, ako aj obmedzovacieho odporu v obvode hradla, môžete vypočítať časovú konštantu nabíjania obvodu hradla RC a odhadnúť výkon. Ak je časová konštanta väčšia ako perióda PWM, potom sa tranzistor neotvorí/nezatvorí, ale bude visieť v nejakom medzistave, pretože napätie na jeho hradle bude týmto RC obvodom integrované do konštantného napätia.
Pri manipulácii s týmito tranzistormi majte na pamäti skutočnosť, že Neboja sa len statickej elektriny, ale VEĽMI SILNÉ. Preniknúť uzáverom so statickým nábojom je viac než možné. Ako som to teda kúpil? ihneď do fólie a nevyberajte ho, kým ho nezapečatete. Najprv sa uzemnite k batérii a nasaďte si alobal :).