- 02.10.2014
Преобразователь частота-напряжение преобразует импульсы с частотой от 0 до 9кГц в постоянное напряжение от 0 до 9В. Основа преобразователя микросхема ТС9401. Входной сигнал амплитуда которого не должна превышать напряжение питания (10…15В) подается на разъем CON1. Напряжение питания подается на разъем CON3. D2 препятствует протеканию тока в случае перепутывания полярности. Установка …
- 28.09.2014
При закрывании двери автомобиля происходит выключение освещения салона, эта схема позволяет сделать такой эффект если в автомобиле нет данной функции. Когда дверь в салоне автомобиля закроется, свет будет продолжать гореть в полную силу до тех пор, пока напряжение на конденсаторе C2 достигает определенного уровня, что приведет к включению компаратора. Компаратор …
- 21.09.2014
На рисунке представлена схема блока переключателей с взаимным выключением. При нажатии на кнопку SB1 на выходах 2и 3 появится лог. единица, а на выходе 1 появится логический ноль. И соответственно при нажатии SB2 или SB3 на аналогичном выходе появится лог. ноль. Переключение сигналов происходит без дребезга. При одновременном нажатии 2-х …
- 28.12.2015
На рисунке показана схема простого зарядного уст-ва для автомобильной аккумуляторной батареи. Уст-во основано на регуляторе напряжения LM350. Транзистор VT1 BD140 используется в качестве датчика температуры, а транзистор VT2 используется для предотвращения разряда аккумулятора через R1, когда питание от схемы отключено. Выходное напряжения зарядного устройства можно регулировать в пределах от 13 …
- 06.10.2014
Назначение — выделение из стереосигнала два средневысокочастотных стереосигнала и одного НЧ канала. Далее полученные сигналы необходимо подать на 3-и усилителя мощности. Стереосигнал поступает на входы 2-х эмиттерных повторителей на VT1VT2. R2R17 создают такое напряжение смещения, что на эмиттерах транзисторов получается нулевой потенциал. Стереосигналы с эмиттеров поступают на 2-а ФВЧ на …
Металлокерамический корпус с полосковыми безиндуктивными выводами, изолированным фланцем
Предельно допустимые режимы эксплуатации
| Наименование параметра,
(режим измерения), единица измерения | Буквенное обозначе-ние | Норма | Приме-чание | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 2П7154АС | 2П7154БС | 2П7154ВС | |||
| Максимально допустимое напряжение сток-исток, В, не менее | U СИ.макс | 1 200 | 800 | 600 | 1 |
| Максимально допустимое напряжение затвор-исток, В, не менее | U ЗИ.макс | ±25 | ±25 | ±25 | 2 |
| Максимально допустимый импульсный ток стока (τ и ≤ 300 мкс, Q ≥ 100), А, не менее | I С(и)макс | 100 | 120 | 150 | 3 |
| Максимально допустимый постоянный ток стока, А, не менее | I С.макс | 50 | 60 | 75 | 3 |
| Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность стока | Р макс | 875 | 750 | 850 | 4 |
| Максимально допустимая
температура перехода, °С | Т Пмакс | 150 | 150 | 150 | |
Примечания:
1. При температуре окружающей среды 25°С.
2. В диапазоне температур окружающей среды от минус 60 °С до плюс 125 °С.
3. При температуре корпуса свыше 25 °С до плюс 125 °С рассеиваемая мощность рассчитывается по формуле:
где R т п-к — тепловое сопротивление переход-корпус, равное 0,16 °С/Вт.
Основные электрические параметры
| единица измерения | Буквен-ное обозна-чение | Норма | Темпе-ратура
(среды) корпуса, ºС |
|||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| не менее | не более | не менее | не более | не менее | не более | |||
| Начальный ток стока | I С.нач | |||||||
| (U СИ = 1 200 В; U ЗИ | 1,0 | 25 | ||||||
|
| 5,0 | -60 | ||||||
|
| 5,0 | 125 | ||||||
| (U СИ = 800 В; U ЗИ = 0В), мА | 1,0 | 25 | ||||||
|
| 5,0 | -60 | ||||||
|
| 5,0 | 125 | ||||||
| (U СИ = 600 В; U ЗИ = 0 В), мА | 1,0 | 25 | ||||||
|
| 5,0 | -60 | ||||||
|
| 5,0 | 125 | ||||||
| Ток утечки затвора (U ЗИ = ± 20 В; U СИ = 0 В), нА | I З.ут | ±150 | ±150 | ±150 | 25 | |||
| Сопротивление сток-исток в открытом состоянии | R СИ.отк | |||||||
| 0,35 | 25 | |||||||
|
| 0,5 | -60 | ||||||
|
| 0,5 | 125 | ||||||
| (U ЗИ = 10 В; I С = 25 А), Ом | 0,2 | 25 | ||||||
|
| 0,3 | -60 | ||||||
|
| 0,3 | 125 | ||||||
| (U ЗИ = 10 В; I С = 25 А), Ом | 0,15 | 25 | ||||||
|
| 0,25 | -60 | ||||||
|
| 0,25 | 125 | ||||||
| Пороговое напряжение | U ЗИ.пор | |||||||
| (U З = U С; I С = 1 мА), В | 2,0 | 4,0 | 2,0 | 4,0 | 2,0 | 4,0 | 25 | |
| Время задержки включения | t зд.вкл | |||||||
| Тепловое сопротивление переход-корпус, ºС/Вт | R Т П-К | 0,16 | 0,16 | 0,16 | ||||
Временные характеристики
| Наименование параметра, (режим измерения),
единица измерения | Буквен-ное обозна-чение | Норма | Темпе-ратура
(среды) корпуса, ºС |
|||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2П7154АС | 2П7154БС | 2П7154ВС | ||||||
| (U З = U С; I С = 1 мА), В | не менее | не более | не менее | не более | не менее | не более | ||
| 2,0 | 4,0 | 2,0 | 4,0 | 2,0 | 4,0 | 25 | ||
| Время задержки включения | t зд.вкл | |||||||
| 70 | 70 | 70 | 25 | |||||
| Время нарастания | t нр | |||||||
| (U СИ = 400 В; U ЗИ = 10 В; I С = 25 А), нс | 90 | 90 | 90 | 25 | ||||
| Время задержки выключения | t зд.выкл | |||||||
| (U СИ = 400 В; U ЗИ = 10 В; I С = 25 А), нс | 300 | 300 | 300 | 25 | ||||
| Время спада | t сп | |||||||
| (U СИ = 400 В; U ЗИ = 10 В; I С = 25 А), нс | 70 | 70 | 70 | 25 | ||||
Технологические возможности и успехи в разработке мощных полевых транзисторов привели к тому, что в настоящее время не составляет особого труда приобрести их за приемлемую цену.
В связи с этим возрос интерес радиолюбителей к применению таких MOSFET транзисторов в своих электронных самоделках и проектах.
Стоит отметить тот факт, что MOSFET"ы существенно отличаются от своих биполярных собратьев, как по параметрам, так и своему устройству.
Пришло время ближе познакомиться с устройством и параметрами мощных MOSFET транзисторов, чтобы в случае необходимости более осознанно подобрать аналог для конкретного экземпляра, а также иметь возможность понимать суть тех или иных величин, указанных в даташите.
Что такое HEXFET транзистор?
В семействе полевых транзисторов есть отдельная группа мощных полупроводниковых приборов называемых HEXFET. Их принцип работы основан на весьма оригинальном техническом решении. Их структура представляет собой несколько тысяч МОП ячеек включенных параллельно.
Ячеистые структуры образуют шестиугольник. Из-за шестиугольной или по-другому гексагональной структуры данный тип мощных МОП-транзисторов и называют HEXFET. Первые три буквы этой аббревиатуры взяты от английского слова hex agonal – «гексагональный».
Под многократным увеличением кристалл мощного HEXFET транзистора выглядит вот так.
Как видим, он имеет шестиугольную структуру.
Получается, что мощный MOSFET, по сути представляет собой эдакую супер-микросхему, в которой объединены тысячи отдельных простейших полевых транзисторов. В совокупности они создают один мощный транзистор, который может пропускать через себя большой ток и при этом практически не оказывать значительного сопротивления.
Благодаря особой структуре и технологии изготовления HEXFET, сопротивление их канала R DS(on) удалось заметно снизить. Это позволило решить проблему коммутации токов в несколько десятков ампер при напряжении до 1000 вольт.
Вот только небольшая область применения мощных HEXFET транзисторов:
Схемы коммутации электропитания.
Зарядные устройства.
Системы управления электродвигателями.
Усилители низкой частоты.
Несмотря на то, что мосфеты, изготовленные по технологии HEXFET (параллельных каналов) обладают сравнительно небольшим сопротивлением открытого канала, сфера применения их ограничена, и они применяются в основном в высокочастотных сильноточных схемах. В высоковольтной силовой электронике предпочтение порой отдают схемам на основе IGBT .
Изображение MOSFET транзистора на принципиальной электрической схеме (N-канальный МОП).
Как и биполярные транзисторы, полевые структуры могут быть прямой проводимости или обратной. То есть с P-каналом или N-каналом. Выводы обозначаются следующим образом:
D-drain (сток);
S-source (исток);
G-gate (затвор).
О том, как обозначаются полевые транзисторы разных типов на принципиальных схемах можно узнать на этой странице .
Основные параметры полевых транзисторов.
Вся совокупность параметров MOSFET может потребоваться только разработчикам сложной электронной аппаратуры и в даташите (справочном листе), как правило, не указывается. Достаточно знать основные параметры:
V DSS (Drain-to-Source Voltage) – напряжение между стоком и истоком. Это, как правило, напряжение питания вашей схемы. При подборе транзистора всегда необходимо помнить о 20% запасе.
I D (Continuous Drain Current) – ток стока или непрерывный ток стока. Всегда указывается при постоянной величине напряжения затвор-исток (например, V GS =10V). В даташите, как правило, указывается максимально возможный ток.
R DS(on) (Static Drain-to-Source On-Resistance) – сопротивление сток-исток открытого канала. При увеличении температуры кристалла сопротивление открытого канала увеличивается. Это легко увидеть на графике, взятом из даташита одного из мощных HEXFET транзисторов. Чем меньше сопротивление открытого канала (R DS(on)), тем лучше мосфет. Он меньше греется.
P D (Power Dissipation) – мощность транзистора в ваттах. По-иному этот параметр ещё называют мощностью рассеяния. В даташите на конкретное изделие величина данного параметра указывается для определённой температуры кристалла.
V GS (Gate-to-Source Voltage) – напряжение насыщения затвор-исток. Это напряжение, при превышении которого увеличения тока через канал не происходит. По сути, это максимальное напряжение между затвором и истоком.
V GS(th) (Gate Threshold Voltage) – пороговое напряжение включения транзистора. Это напряжение, при котором происходит открытие проводящего канала и он начинает пропускать ток между выводами истока и стока. Если между выводами затвора и истока приложить напряжение меньше V GS(th) , то транзистор будет закрыт.
На графике видно, как уменьшается пороговое напряжение V GS(th) при увеличении температуры кристалла транзистора. При температуре 175 0 C оно составляет около 1 вольта, а при температуре 0 0 C около 2,4 вольт. Поэтому в даташите, как правило, указывается минимальное (min. ) и максимальное (max. ) пороговое напряжение.
Рассмотрим основные параметры мощного полевого HEXFET-транзистора на примере IRLZ44ZS
фирмы International Rectifier. Несмотря на впечатляющие характеристики, он имеет малогабаритный корпус D 2 PAK
для поверхностного монтажа. Глянем в datasheet и оценим параметры этого изделия.
Предельное напряжение сток-исток (V DSS): 55 Вольт.
Максимальный ток стока (I D): 51 Ампер.
Предельное напряжение затвор-исток (V GS): 16 Вольт.
Сопротивление сток-исток открытого канала (R DS(on)): 13,5 мОм.
Максимальная мощность (P D): 80 Ватт.
Сопротивление открытого канала IRLZ44ZS составляет всего лишь 13,5 миллиОм (0,0135 Ом)!
Взглянем на «кусочек» из таблицы, где указаны максимальные параметры.
Хорошо видно, как при неизменном напряжении на затворе, но при повышении температуры уменьшается ток (с 51A (при t=25 0 C) до 36А (при t=100 0 С)). Мощность при температуре корпуса 25 0 С равна 80 Ваттам. Так же указаны некоторые параметры в импульсном режиме.
Транзисторы MOSFET обладают большим быстродействием, но у них есть один существенный недостаток – большая ёмкость затвора. В документах входная ёмкость затвора обозначается как C iss (Input Capacitance ).
На что влияет ёмкость затвора? Она в большой степени влияет на определённые свойства полевых транзисторов. Поскольку входная ёмкость достаточно велика, и может достигать десятков пикофарад, применение полевых транзисторов в цепях высокой частоты ограничивается.
Важные особенности MOSFET транзисторов.
Очень важно при работе с полевыми транзисторами, особенно с изолированным затвором, помнить, что они “смертельно” боятся статического электричества . Впаивать их в схему можно только предварительно закоротив выводы между собой тонкой проволокой.
При хранении все выводы МОП-транзистора лучше закоротить с помощью обычной алюминиевой фольги. Это уменьшит риск пробоя затвора статическим электричеством. При монтаже его на печатную плату лучше использовать паяльную станцию, а не обычный электрический паяльник.
Дело в том, что обычный электрический паяльник не имеет защиты от статического электричества и не "развязан" от электросети через трансформатор. На его медном жале всегда присутствуют электромагнитные "наводки" из электросети.
Любой всплеск напряжения в электросети может повредить паяемый элемент. Поэтому, впаивая полевой транзистор в схему электрическим паяльником, мы рискуем повредить MOSFET-транзистор.
Loading...