Acasă Probleme

Tranzistor cu efect de câmp MOSFET. Tranzistoare puternice cu efect de câmp importate Tranzistoare puternice cu efect de câmp, carte de referință irf

14.07.2024
Acest material oferă informații de bază despre tranzistoarele străine cu efect de câmp de mare putere. Tabelul prezintă doar parametrii principali - tensiunea maximă de scurgere, curentul, disiparea puterii și rezistența joncțiunii deschise de scurgere-sursă. Pentru informații mai detaliate, copiați numele tranzistorului în câmpul DATASHEET - în partea dreaptă sus a paginii și descărcați un fișier PDF cu o descriere. Tranzistoarele cu efect de câmp de putere sunt adesea utilizate în stabilizatorii de tensiune și curent, trepte de ieșire ale amplificatoarelor de putere, comutatoare de încărcare și convertoare.

TRANZISTOARE DE CÂMP IMPORTATE PUTERNICE

Marca Tensiune, V Rezistența la tranziție, Ohm Curent de scurgere, A Putere, W Cadru
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 I30WATT220
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

Tranzistorul cu efect de câmp poate fi verificat pentru funcționalitate cu un multimetru în modul de testare a joncțiunilor P-N ale diodelor. Valoarea rezistenței afișată de multimetru la această limită este numeric egală cu tensiunea directă la joncțiunea P-N în milivolți. Un tranzistor de lucru ar trebui să aibă o rezistență infinită între toate bornele sale. Dar unele tranzistoare moderne cu efect de câmp de mare putere au o diodă încorporată între dren și sursă, așa că se întâmplă ca canalul dren-sursă să se comporte ca o diodă obișnuită atunci când este testat. Utilizați sonda neagră (negativă) pentru a atinge scurgerea (D), iar sonda roșie (pozitivă) atinge sursa (S). Multimetrul arată căderea de tensiune directă pe dioda internă (500 - 800 mV). În polarizare inversă, multimetrul ar trebui să arate rezistență infinită, tranzistorul este închis. Apoi, fără a scoate sonda neagră, atingeți sonda roșie de poartă (G) și returnați-o din nou la sursă (S). Multimetrul arată 0 mV și, cu orice polaritate a tensiunii aplicate, tranzistorul cu efect de câmp se deschide prin atingere. Dacă atingeți acum poarta (G) cu sonda neagră, fără a elibera sonda roșie și o întoarceți în canalul de scurgere (D), tranzistorul cu efect de câmp se va închide și multimetrul va afișa din nou căderea de tensiune pe diodă. Acest lucru este valabil pentru majoritatea FET-urilor cu canale N.

MOP (în burgheză MOSFET) înseamnă Metal-Oxide-Semiconductor, din această abreviere structura acestui tranzistor devine clară.

Dacă este pe degete, atunci are un canal semiconductor care servește ca o placă a condensatorului, iar a doua placă este un electrod metalic situat printr-un strat subțire de oxid de siliciu, care este un dielectric. Când se aplică tensiune pe poartă, acest condensator este încărcat, iar câmpul electric al porții trage încărcături către canal, drept urmare în canal apar sarcini mobile care pot forma un curent electric, iar rezistența sursei de scurgere scade. brusc. Cu cât tensiunea este mai mare, cu atât mai multe încărcări și rezistența mai mică, ca urmare, rezistența poate scădea la valori mici - sutimi de ohm, iar dacă creșteți mai mult tensiunea, o defalcare a stratului de oxid și a Khan-ului. va apărea tranzistorul.

Avantajul unui astfel de tranzistor, în comparație cu unul bipolar, este evident - trebuie aplicată tensiune pe poartă, dar deoarece este un dielectric, curentul va fi zero, ceea ce înseamnă că este necesar. puterea de a controla acest tranzistor va fi redusă, de fapt, consuma doar in momentul comutarii, cand condensatorul se incarca si se descarca.

Dezavantajul provine din proprietatea sa capacitivă - prezența capacității pe poartă necesită un curent de încărcare mare la deschidere. În teorie, egal cu infinitul pe perioade de timp infinit de mici. Și dacă curentul este limitat de un rezistor, atunci condensatorul se va încărca lent - nu există nicio scăpare din constanta de timp a circuitului RC.

Tranzistoarele MOS sunt P și N conductă. Au același principiu, singura diferență este polaritatea purtătorilor de curent din canal. În consecință, în direcții diferite ale tensiunii de control și includerea în circuit. Foarte des tranzistoarele sunt realizate sub formă de perechi complementare. Adică, există două modele cu exact aceleași caracteristici, dar unul dintre ele este canalul N, iar celălalt este canalul P. Marcajele lor, de regulă, diferă cu o cifră.

Cel mai popular al meu MOP tranzistoarele sunt IRF630(canal n) și IRF9630(canal p) la un moment dat am făcut cam o duzină de ele de fiecare tip. Posedă un corp nu foarte mare TO-92 acest tranzistor poate trage prin el însuși până la 9A. Rezistența sa deschisă este de numai 0,35 Ohm.
Cu toate acestea, acesta este un tranzistor destul de vechi, acum există lucruri mai cool, de exemplu IRF7314, capabil să transporte același 9A, dar în același timp se potrivește într-o carcasă SO8 - de dimensiunea unui pătrat de notebook.

Una dintre problemele de andocare MOSFET tranzistorul și microcontrolerul (sau circuitul digital) este că, pentru a se deschide complet până când este complet saturat, acest tranzistor trebuie să conducă mai multă tensiune pe poartă. De obicei, acesta este de aproximativ 10 volți, iar MK poate scoate maximum 5.
Există trei opțiuni:


Dar, în general, este mai corect să instalați un driver, deoarece, pe lângă funcțiile principale de generare a semnalelor de control, acesta oferă și protecție curentă, protecție împotriva defecțiunilor, supratensiunii, ca o bauble suplimentară, optimizează viteza de deschidere la maxim, in general nu isi consuma curentul degeaba.

Alegerea unui tranzistor nu este, de asemenea, foarte dificilă, mai ales dacă nu vă deranjați cu limitarea modurilor. În primul rând, ar trebui să vă îngrijorați valoarea curentului de scurgere - I Drain sau eu D alege un tranzistor pe baza curentului maxim pentru sarcina ta, de preferință cu o marjă de 10 la sută. Următorul parametru important pentru tine este VGS- Tensiunea de saturație Source-Gate sau, mai simplu, tensiunea de control. Uneori este scris, dar mai des trebuie să te uiți la diagrame. Se caută un grafic al caracteristicii de ieșire Dependență eu D din VDS la valori diferite VGS. Și îți dai seama ce fel de regim vei avea.

De exemplu, trebuie să alimentați motorul la 12 volți, cu un curent de 8A. Ai distrus driverul și ai doar un semnal de control de 5 volți. Primul lucru care mi-a venit în minte după acest articol a fost IRF630. Curentul este potrivit cu o marjă de 9 A față de 8 necesar. Dar să ne uităm la caracteristica de ieșire:

Dacă intenționați să utilizați PWM pe acest comutator, atunci trebuie să vă întrebați despre timpii de deschidere și de închidere ai tranzistorului, să selectați cel mai mare și, raportat la timp, să calculați frecvența maximă de care este capabil. Această cantitate se numește Întârziere comutator sau t on,t off, în general, ceva de genul acesta. Ei bine, frecvența este 1/t. De asemenea, este o idee bună să vă uitați la capacitatea porții C iss Pe baza acestuia, precum și a rezistenței de limitare din circuitul de poartă, puteți calcula constanta de timp de încărcare a circuitului de poartă RC și puteți estima performanța. Dacă constanta de timp este mai mare decât perioada PWM, atunci tranzistorul nu se va deschide/închide, ci va atârna într-o stare intermediară, deoarece tensiunea de la poarta sa va fi integrată de acest circuit RC într-o tensiune constantă.

Când manipulați acești tranzistori, țineți cont de faptul că Nu se tem doar de electricitatea statică, ci FOARTE PUTERNICI. Este mai mult decât posibil să pătrunzi în oblon cu o încărcare statică. Deci cum l-am cumpărat? imediat în folieși nu-l scoateți până nu îl sigilați. Mai întâi împământă-te la baterie și pune-ți o căciulă de folie :).

Un tranzistor este o componentă electronică semiconductoare. Îl clasificăm ca element de circuit activ deoarece permite convertirea (neliniar) a semnalelor electrice.

Câmp sau MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) - tranzistor cu efect de câmp cu o structură metal-oxid-semiconductor. Prin urmare, este adesea numit și simplu tranzistor MOS.

Tranzistoarele produse folosind această tehnologie sunt formate din trei straturi:

  • Primul strat este o napolitană tăiată dintr-un cristal de siliciu omogen sau din siliciu dopat cu germaniu.
  • Al doilea strat în ordine este pulverizarea unui strat foarte subțire de dielectric (izolator) din dioxid de siliciu sau oxid de metal (oxizi de aluminiu sau zirconiu). Grosimea acestui strat, în funcție de tehnologie, este de aproximativ 10 nm, iar în cel mai bun caz, grosimea acestui strat poate fi de aproximativ 1,2 nm. Pentru comparație: 5 atomi de siliciu situați unul lângă celălalt alcătuiesc o grosime apropiată de 1,2 nm.
  • Al treilea strat este un strat format dintr-un metal foarte conductiv. Aurul este cel mai des folosit în acest scop.

Designul unui astfel de tranzistor este prezentat schematic mai jos:

Trebuie remarcat faptul că tranzistoarele cu efect de câmp vin în două tipuri: de tip N și de tip P, la fel ca și în cazul tranzistoarelor bipolare, care sunt produse în variantele PNP și NPN.

Printre tranzistoarele cu efect de câmp, tipul N este mult mai comun. În plus, există tranzistori cu efect de câmp:

  • cu un canal de epuizare, adică cei care trec un curent slab prin ei înșiși în absența tensiunii pe poartă și, pentru a-l bloca complet, este necesar să se aplice o polarizare inversă de câțiva volți la poartă;
  • cu un canal îmbogățit - acesta este un tip de tranzistor cu efect de câmp care, în absența tensiunii la poartă, nu conduce curentul, ci îl conduce numai atunci când tensiunea aplicată porții depășește tensiunea sursei.

Marele avantaj al FET-urilor este că sunt controlate de tensiune, spre deosebire de tranzistoarele bipolare care sunt controlate de curent.

Este mai ușor de înțeles principiul funcționării lor a unui tranzistor cu efect de câmp folosind exemplul unei macarale hidraulice.

Pentru a controla fluxul de fluid de înaltă presiune într-o țeavă mare, este necesar un efort mic pentru a deschide sau închide supapa. Cu alte cuvinte, cu o cantitate mică de muncă, obținem un efect mare. Forța mică pe care o aplicăm mânerului robinetului controlează o forță mult mai mare a apei, care apasă pe supapă.

Datorită acestei proprietăți a tranzistorilor cu efect de câmp, putem controla curenți și tensiuni mult mai mari decât cele care ne sunt date, de exemplu, de un microcontroler.

După cum sa menționat mai devreme, un MOSFET convențional, de regulă, nu conduce curentul în calea sursă-dren. Pentru a transfera un astfel de tranzistor în starea conductivă, este necesar să se aplice o tensiune între sursă și poartă, așa cum se arată în figura de mai jos.

Următoarea figură arată caracteristica curent-tensiune a tranzistorului IRF540.

Graficul arată că tranzistorul începe să conducă atunci când tensiunea dintre poartă și sursă se apropie de 4V. Cu toate acestea, este nevoie de aproape 7 volți pentru a deschide complet. Acesta este mult mai mult decât poate produce microcontrolerul.

În unele cazuri, un curent de 15 mA și o tensiune de 5V pot fi suficiente. Dar dacă e prea puțin? Există două căi de ieșire.

  1. Puteți utiliza MOSFET-uri speciale cu tensiune redusă la sursă de poartă, de exemplu, BUZ10L.
  2. Alternativ, puteți utiliza un amplificator suplimentar pentru a crește tensiunea de control.

Indiferent de domeniul de aplicare, fiecare tranzistor cu efect de câmp are mai mulți parametri cheie, și anume:

  • Tensiune de scurgere-sursă admisă: UDSmax
  • Curent maxim de scurgere: IDmax
  • Tensiune de prag de deschidere: UGSth
  • Rezistența canalului în stare: RDSon

În multe cazuri, RDSon este un parametru cheie, deoarece ne indică indirect o pierdere de putere, ceea ce este extrem de nedorit.

De exemplu, să luăm un tranzistor într-un pachet TO-220 cu o rezistență RDSon = 0,05 Ohm și un curent de 4A care curge prin acest tranzistor.

Să calculăm pierderile de putere:

  • UDS=0,05Ohm x 4A=0,2V
  • P=0,2V x 4A=0,8W

Pierderea de putere pe care o poate disipa un tranzistor dintr-un pachet TO-220 este de puțin peste 1 W, așa că în acest caz te poți descurca fără calorifer. Cu toate acestea, deja pentru un curent de 10A pierderile vor fi de 5W, așa că nu există nicio modalitate de a face fără un calorifer.

Prin urmare, cu cât RDSon este mai mic, cu atât mai bine. Prin urmare, atunci când selectați un tranzistor MOSFET pentru o anumită aplicație, acest parametru ar trebui să fie întotdeauna luat în considerare.

În practică, pe măsură ce tensiunea admisă UDSmax crește, crește rezistența sursă-scurgere. Din acest motiv, nu trebuie selectați tranzistorii cu un UDSmax mai mare decât cel necesar.

În tehnologie și practica radioamatorilor, tranzistoarele cu efect de câmp sunt adesea folosite. Astfel de dispozitive diferă de tranzistoarele bipolare convenționale prin aceea că semnalul de ieșire este controlat de un câmp electric de control. Tranzistoarele cu efect de câmp cu poartă izolată sunt utilizate în mod deosebit des.

Denumirea în limba engleză pentru astfel de tranzistori este MOSFET, care înseamnă „tranzistor semiconductor cu oxid de metal controlat în câmp”. În literatura internă, aceste dispozitive sunt adesea numite tranzistori MOS sau MOS. În funcție de tehnologia de fabricație, astfel de tranzistori pot fi cu canale n sau p.

Un tranzistor de tip n-canal constă dintr-un substrat de siliciu cu p-conductivitate, n-regiuni obținute prin adăugarea de impurități la substrat și un dielectric care izolează poarta de canalul situat între n-regiuni. Pinii (sursă și scurgere) sunt conectați la n-regiuni. Sub influența unei surse de alimentare, curentul poate curge de la sursă la scurgere prin tranzistor. Mărimea acestui curent este controlată de poarta izolată a dispozitivului.

Când lucrați cu tranzistoare cu efect de câmp, este necesar să se țină cont de sensibilitatea acestora la efectele unui câmp electric. Prin urmare, acestea trebuie depozitate cu bornele scurtcircuitate cu folie, iar înainte de lipire, bornele trebuie scurtcircuitate cu un fir. Tranzistoarele cu efect de câmp trebuie lipite folosind o stație de lipit, care oferă protecție împotriva electricității statice.

Înainte de a începe să verificați funcționalitatea tranzistorului cu efect de câmp, trebuie să determinați pinout-ul acestuia. Adesea, pe un dispozitiv importat, sunt aplicate mărci care identifică bornele corespunzătoare ale tranzistorului. Litera G indică poarta dispozitivului, litera S sursa, iar litera D scurgerea.
Dacă nu există nicio legătură pe dispozitiv, trebuie să o căutați în documentația pentru acest dispozitiv.

Circuit pentru verificarea unui tranzistor cu efect de câmp cu canale n cu un multimetru

Înainte de a verifica funcționalitatea tranzistorului cu efect de câmp, este necesar să se țină cont de faptul că în componentele radio moderne de tip MOSFET există o diodă suplimentară între dren și sursă. Acest element este de obicei prezent pe diagrama dispozitivului. Polaritatea sa depinde de tipul de tranzistor.

Regulile generale sunt de a începe procedura prin determinarea performanței dispozitivului de măsurare în sine. După ce s-au asigurat că funcționează impecabil, ei trec la măsurători ulterioare.

Concluzii:

  1. Tranzistoarele cu efect de câmp MOSFET sunt utilizate pe scară largă în tehnologie și practica radioamatorilor.
  2. Performanța unor astfel de tranzistoare poate fi verificată cu ajutorul unui multimetru, urmând o anumită metodă.
  3. Testarea unui tranzistor cu efect de câmp cu canal p cu un multimetru se efectuează în același mod ca un tranzistor cu canal n, cu excepția faptului că polaritatea cablurilor multimetrului ar trebui inversată.

Videoclip despre cum să testați un tranzistor cu efect de câmp

Capacitățile tehnologice și progresele în dezvoltarea tranzistoarelor cu efect de câmp de mare putere au dus la faptul că în zilele noastre nu este dificil să le achiziționați la un preț accesibil.

În acest sens, interesul radioamatorilor pentru utilizarea unor astfel de tranzistoare MOSFET în produsele și proiectele lor electronice de casă a crescut.

Este demn de remarcat faptul că MOSFET-urile diferă semnificativ de omologii lor bipolari, atât în ​​ceea ce privește parametrii, cât și în designul lor.

Este timpul să vă familiarizați mai mult cu designul și parametrii tranzistorilor MOSFET puternici, astfel încât, dacă este necesar, să puteți selecta mai conștient un analog pentru o anumită instanță și, de asemenea, să puteți înțelege esența anumitor cantități indicate în fișa de date.

Ce este un tranzistor HEXFET?

În familia de tranzistori cu efect de câmp există un grup separat de dispozitive semiconductoare de putere numite HEXFET. Principiul lor de funcționare se bazează pe o soluție tehnică foarte originală. Structura lor constă din câteva mii de celule MOS conectate în paralel.

Structurile celulare formează un hexagon. Datorită structurii hexagonale sau altfel hexagonale, acest tip de tranzistoare MOS de putere se numește HEXFET. Primele trei litere ale acestei abrevieri sunt preluate din cuvântul englezesc hex agonală– „hexagonal”.

Sub mărire multiplă, cristalul unui tranzistor HEXFET puternic arată astfel.

După cum puteți vedea, are o structură hexagonală.

Se dovedește că un MOSFET puternic este în esență un fel de super-microcircuit care combină mii de tranzistori individuali cu efect de câmp simple. Împreună, creează un singur tranzistor puternic care poate trece un curent mare prin el însuși și, în același timp, nu oferă practic nicio rezistență semnificativă.

Datorită structurii speciale și tehnologiei de fabricație a HEXFET, rezistența canalului lor RDS(activat) a reusit sa reduca semnificativ. Acest lucru a făcut posibilă rezolvarea problemei curenților de comutare de câteva zeci de amperi la tensiuni de până la 1000 de volți.

Iată doar o mică zonă de aplicare a tranzistoarelor HEXFET de mare putere:

    Scheme de comutare a sursei de alimentare.

    Dispozitiv de încărcare.

    Sisteme de control al motoarelor electrice.

    Amplificatoare de joasă frecvență.

În ciuda faptului că mosfet-urile realizate folosind tehnologia HEXFET (canale paralele) au o rezistență relativ scăzută la canal deschis, domeniul lor de aplicare este limitat și sunt utilizate în principal în circuite de înaltă frecvență și curent ridicat. În electronica de putere de înaltă tensiune, circuitele bazate pe IGBT sunt uneori preferate.


Imagine a unui tranzistor MOSFET pe o diagramă de circuit (MOS cu canale N).

La fel ca tranzistoarele bipolare, structurile de câmp pot fi conducție directă sau inversă. Adică cu un canal P sau un canal N. Concluziile sunt indicate după cum urmează:

    D-dren (dren);

    S-sursă (sursă);

    G-gate (oblon).

Puteți afla cum sunt desemnați tranzistorii cu efect de câmp de diferite tipuri pe schemele de circuit de pe această pagină.

Parametrii de bază ai tranzistoarelor cu efect de câmp.

Întregul set de parametri MOSFET poate fi solicitat numai de dezvoltatorii de echipamente electronice complexe și, de regulă, nu sunt indicați în fișa de date (foșa de referință). Este suficient să cunoașteți parametrii de bază:

    V DSS(Drain-to-Source Voltage) – tensiune între dren și sursă. Aceasta este de obicei tensiunea de alimentare pentru circuitul dvs. Când selectați un tranzistor, trebuie să vă amintiți întotdeauna marja de 20%.

    eu D(Continuous Drain Current) – curent de scurgere sau curent de scurgere continuă. Indicat întotdeauna la o tensiune poartă-sursă constantă (de exemplu, V GS =10V). Fișa tehnică indică de obicei curentul maxim posibil.

    RDS(activat)(Static Drain-to-Source On-Resistance) – rezistența de scurgere la sursă a unui canal deschis. Pe măsură ce temperatura cristalului crește, rezistența canalului deschis crește. Acest lucru este ușor de văzut în graficul luat din fișa de date a unuia dintre tranzistoarele HEXFET de mare putere. Cu cât rezistența pe canal este mai mică (R DS(on)), cu atât mosfetul este mai bun. Se încălzește mai puțin.

    P D(Dissiparea puterii) – puterea tranzistorului în wați. Într-un alt mod, acest parametru se mai numește și putere de disipare. În fișa de date pentru un anumit produs, valoarea acestui parametru este indicată pentru o anumită temperatură a cristalului.

    VGS(Gate-to-Source Voltage) – tensiune de saturație de la poartă la sursă. Aceasta este tensiunea peste care curentul prin canal nu crește. În esență, aceasta este tensiunea maximă dintre poartă și sursă.

    V GS(th)(Gate Threshold Voltage) – tensiune de prag pentru pornirea tranzistorului. Aceasta este tensiunea la care canalul conductor se deschide și începe să treacă curent între bornele sursă și dren. Dacă se aplică o tensiune mai mică de V GS(th) între bornele poartă și sursă, tranzistorul va fi oprit.

Graficul arată modul în care tensiunea de prag V GS(th) scade odată cu creșterea temperaturii cristalului tranzistorului. La o temperatură de 175 0 C este de aproximativ 1 volt, iar la o temperatură de 0 0 C este de aproximativ 2,4 volți. Prin urmare, fișa de date indică de obicei valoarea minimă ( min.) și maxim ( max.) tensiune de prag.

Să luăm în considerare principalii parametri ai unui tranzistor cu efect de câmp HEXFET puternic folosind exemplul IRLZ44ZS de la International Rectifier. În ciuda performanțelor sale impresionante, are un corp compact D 2 PAK pentru montaj la suprafață. Să ne uităm la fișa tehnică și să evaluăm parametrii acestui produs.

    Limită de tensiune de scurgere-sursă (V DSS): 55 Volți.

    Curent maxim de scurgere (I D): 51 Amperi.

    Limită de tensiune poartă-sursă (V GS): 16 Volți.

    Rezistență dren-sursă canal deschis (R DS(on)): 13,5 mOhm.

    Putere maximă (P D): 80 Watt.

Rezistența canalului deschis IRLZ44ZS este de numai 13,5 miliOhmi (0,0135 Ohmi)!

Să aruncăm o privire la „piesa” din tabel în care sunt indicați parametrii maximi.

Se vede clar cum, la o tensiune de poartă constantă, dar cu creșterea temperaturii, curentul scade (de la 51A (la t=25 0 C) la 36A (la t=100 0 C)). Puterea la o temperatură a carcasei de 25 0 C este egală cu 80 wați. Sunt indicați și unii parametri în modul puls.

Tranzistoarele MOSFET au viteză mare, dar au un dezavantaj semnificativ - capacitatea mare a porții. În documente, capacitatea de intrare a porții este desemnată ca C iss (Capacitate de intrare).

Ce afectează capacitatea porții? Ea influențează foarte mult anumite proprietăți ale tranzistoarelor cu efect de câmp. Deoarece capacitatea de intrare este destul de mare și poate atinge zeci de picofarads, utilizarea tranzistoarelor cu efect de câmp în circuitele de înaltă frecvență este limitată.

Caracteristici importante ale tranzistoarelor MOSFET.

Este foarte important atunci când lucrați cu tranzistori cu efect de câmp, în special cu o poartă izolată, să vă amintiți că acestea sunt „de moarte” frică de electricitatea statică. Le puteți lipi în circuit doar scurtcircuitând cablurile împreună cu un fir subțire.

La depozitare, este mai bine să scurtcircuitați toate bornele tranzistorului MOS folosind folie de aluminiu obișnuită. Acest lucru va reduce riscul ca electricitatea statică să deterioreze poarta. Când îl montați pe o placă de circuit imprimat, este mai bine să utilizați o stație de lipit, mai degrabă decât un fier de lipit electric obișnuit.

Cert este că un fier de lipit electric obișnuit nu are protecție împotriva electricității statice și nu este „izolat” de rețea printr-un transformator. Vârful său de cupru conține întotdeauna interferențe electromagnetice din rețeaua electrică.

Orice supratensiune in reteaua electrica poate deteriora elementul lipit. Prin urmare, atunci când lipiți un tranzistor cu efect de câmp într-un circuit cu un fier de lipit electric, riscăm să deterioram tranzistorul MOSFET.