Parameter transistor kesan medan: apa yang ditulis dalam helaian data
Penyongsang kuasa dan banyak peranti elektronik lain hari ini jarang dilakukan tanpa menggunakan MOSFET berkuasa (kesan medan) atau transistor IGBT… Ini terpakai kepada kedua-dua penukar frekuensi tinggi seperti penyongsang kimpalan, dan untuk pelbagai projek rumah, yang skemanya penuh di Internet.
Parameter bagi semikonduktor kuasa yang dihasilkan pada masa ini membenarkan menukar arus puluhan dan ratusan ampere pada voltan sehingga 1000 volt. Pilihan komponen ini di pasaran elektronik moden agak luas, dan memilih transistor kesan medan dengan parameter yang diperlukan sama sekali tidak menjadi masalah hari ini, kerana setiap pengeluar yang menghormati diri mengiringi model tertentu transistor kesan medan dengan dokumentasi teknikal, yang sentiasa boleh didapati di tapak web rasmi pengilang dan di pengedar rasmi.
Sebelum meneruskan reka bentuk peranti ini atau itu menggunakan komponen bekalan kuasa yang ditentukan, anda harus sentiasa tahu apa sebenarnya yang anda hadapi, terutamanya apabila memilih transistor kesan medan tertentu.Untuk tujuan ini, mereka beralih kepada helaian maklumat. Helaian data ialah dokumen rasmi daripada pengeluar komponen elektronik yang mengandungi perihalan, parameter, ciri produk, gambar rajah biasa dan banyak lagi.
Mari lihat parameter yang ditunjukkan oleh pengilang dalam helaian data, maksudnya dan untuk kegunaannya. Mari lihat contoh helaian data untuk IRFP460LC FET. Ini adalah transistor kuasa HEXFET yang agak popular.
HEXFET membayangkan struktur kristal sedemikian di mana beribu-ribu sel MOSFET heksagon bersambung selari disusun menjadi satu kristal. Penyelesaian ini memungkinkan untuk mengurangkan dengan ketara rintangan Rds saluran terbuka (dihidupkan) dan memungkinkan untuk menukar arus besar. Walau bagaimanapun, mari kita beralih kepada menyemak parameter yang disenaraikan terus dalam helaian data IRFP460LC daripada Penerus Antarabangsa (IR).
Lihat Rajah_IRFP460LC
Pada permulaan dokumen, imej skematik transistor diberikan, penunjukan elektrodnya diberikan: G-gate (pintu), D-drain (longkang), S-source (sumber), dan juga utamanya. parameter ditunjukkan dan kualiti terbilang disenaraikan. Dalam kes ini, kita melihat bahawa FET saluran N ini direka untuk voltan maksimum 500 V, rintangan saluran terbukanya ialah 0.27 Ohm, dan arus pengehadnya ialah 20 A. Caj pintu yang dikurangkan membolehkan komponen ini digunakan dalam keadaan tinggi. litar frekuensi pada kos tenaga yang rendah untuk kawalan pensuisan. Di bawah ialah jadual (Rajah 1) dengan nilai maksimum yang dibenarkan bagi pelbagai parameter dalam pelbagai mod.
-
Id @ Tc = 25 °C; Arus Parit Berterusan Vgs @ 10V — Arus saliran berterusan berterusan maksimum, pada suhu badan FET 25 °C, ialah 20 A. Pada voltan sumber get sebanyak 10 V.
-
Id @ Tc = 100 °C; Arus Parit Berterusan Vgs @ 10V — Arus saliran berterusan berterusan maksimum, pada suhu badan FET 100 °C, ialah 12 A. Pada voltan sumber get sebanyak 10 V.
-
Idm @ Tc = 25 °C; Arus Parit Nadi — Nadi maksimum, arus saliran jangka pendek, pada suhu badan FET 25 °C ialah 80 A. Tertakluk pada suhu simpang yang boleh diterima. Rajah 11 (Rajah 11) memberikan penjelasan tentang hubungan yang berkaitan.
-
Pd @ Tc = 25 °C Pelesapan Kuasa — Kuasa maksimum yang dilesapkan oleh bekas transistor, pada suhu kes 25 °C, ialah 280 W.
-
Faktor Penurunan Linear — Untuk setiap peningkatan 1°C dalam suhu kotak, pelesapan kuasa meningkat sebanyak 2.2 watt tambahan.
-
Voltan Gerbang-ke-Sumber Vgs - Voltan get-ke-sumber maksimum tidak boleh lebih tinggi daripada +30V atau di bawah -30V.
-
Eas Single Pulse Avalanche Energy — Tenaga maksimum bagi satu nadi dalam pembetung ialah 960 mJ. Penjelasan diberikan dalam rajah. 12 (Gamb. 12).
-
Arus Avalanche Iar — Arus gangguan maksimum ialah 20 A.
-
Tenaga Avalanche Berulang Telinga — Tenaga maksimum denyutan berulang dalam pembetung tidak boleh melebihi 28 mJ (untuk setiap nadi).
-
dv / dt Pemulihan Diod Puncak dv / dt — Kadar kenaikan maksimum voltan longkang ialah 3.5 V / ns.
-
Tj, Tstg Julat suhu operasi dan penyimpanan simpang — Julat suhu selamat dari -55 ° C hingga + 150 ° C.
-
Suhu pematerian, selama 10 saat — suhu pematerian maksimum ialah 300 ° C, dan pada jarak sekurang-kurangnya 1.6 mm dari badan.
-
Tork pemasangan, skru 6-32 atau M3 — tork pemasangan perumahan maksimum tidak boleh melebihi 1.1 Nm.
Di bawah ialah jadual rintangan suhu (Rajah 2.). Parameter ini diperlukan apabila memilih radiator yang sesuai.
-
Persimpangan Rjc ke kes (kes kristal) 0.45 ° C / W.
-
Rcs Badan untuk tenggelam, permukaan rata, dilincirkan 0.24 ° C / W
-
Rja Junction-to-Ambient bergantung pada heatsink dan keadaan ambien.
Jadual berikut mengandungi semua ciri elektrik yang diperlukan bagi FET pada suhu cetakan 25 ° C (lihat Rajah 3).
-
V (br) dss Voltan keluaran sumber-ke-sumber—voltan sumber-ke-sumber di mana kerosakan berlaku ialah 500 V.
-
ΔV (br) dss / ΔTj Suhu voltan pecahan. Pekali — pekali suhu, voltan kerosakan, dalam kes ini 0.59 V / ° C.
-
Rds (on) Rintangan statik antara sumber dan sumber - rintangan antara sumber dan sumber saluran terbuka pada suhu 25 ° C, dalam kes ini ialah 0.27 Ohm. Ia bergantung pada suhu, tetapi lebih lanjut mengenainya kemudian.
-
Vgs (th) Gres Threshold Voltage — voltan ambang untuk menghidupkan transistor. Jika voltan sumber get kurang (dalam kes ini 2 — 4 V), maka transistor akan kekal tertutup.
-
gfs Konduktans Hadapan — Kecerunan ciri pemindahan sama dengan nisbah perubahan arus longkang kepada perubahan voltan get. Dalam kes ini, ia diukur pada voltan sumber saliran 50 V dan arus saliran 20 A. Diukur dalam Amps / Volt atau Siemens.
-
Idss Arus kebocoran sumber-ke-sumber-arus saliran bergantung pada voltan dan suhu sumber-ke-sumber. Diukur dalam mikroampere.
-
Kebocoran Hadapan Gerbang ke Sumber Igss dan Kebocoran Pintu Kebocoran Balikan Pintu ke Sumber. Ia diukur dalam nanoampere.
-
Qg Total Gate Charge — caj yang mesti dilaporkan kepada gate untuk membuka transistor.
-
Caj Gerbang-ke-Sumber Qgs-caj kapasiti pintu-ke-sumber.
-
Qgd Gate-to-Drain («Miller») Caj yang sepadan dengan gate-to-drain charge (Kapasitans Miller)
Dalam kes ini, parameter ini diukur pada voltan sumber-ke-sumber bersamaan dengan 400 V dan arus longkang 20 A. Gambar rajah dan graf ukuran ini ditunjukkan.
-
td (hidup) Hidupkan -Hidup Masa Tunda — masa untuk membuka transistor.
-
tr Masa Naik — masa kenaikan nadi pembukaan (tepi meningkat).
-
td (mati) Matikan -Matikan Masa Lengah — masa untuk menutup transistor.
-
tf Masa Kejatuhan — masa kejatuhan nadi (transistor menutup, kelebihan jatuh).
Dalam kes ini, pengukuran dibuat pada voltan bekalan 250 V, dengan arus longkang 20 A, dengan rintangan litar get 4.3 Ohm dan rintangan litar longkang 20 Ohm. Skema dan graf ditunjukkan dalam Rajah 10 a dan b.
-
Ld Kearuhan saliran dalam - kearuhan longkang.
-
Ls Kearuhan sumber dalaman — kearuhan sumber.
Parameter ini bergantung pada versi kes transistor. Mereka penting dalam reka bentuk pemandu, kerana ia berkaitan secara langsung dengan parameter pemasaan kunci, ini amat penting dalam pembangunan litar frekuensi tinggi.
-
Input Ciss Kapasitans-input kemuatan yang dibentuk oleh kapasitor parasit sumber get dan longkang pintu konvensional.
-
Kapasiti keluaran Coss ialah kapasitans keluaran yang dibentuk oleh kapasitor parasit sumber-ke-sumber dan sumber-untuk-saliran konvensional.
-
Kapasitan Pemindahan Balik Crss — kapasitans parit pintu (Miller kapasitans).
Pengukuran ini dilakukan pada frekuensi 1 MHz, dengan voltan sumber-ke-sumber 25 V. Rajah 5 menunjukkan pergantungan parameter ini pada voltan sumber-ke-sumber.
Jadual berikut (lihat Rajah 4) menerangkan ciri-ciri diod transistor kesan medan dalaman bersepadu yang terletak secara konvensional di antara punca dan longkang.
-
Adakah Arus Sumber Berterusan (Diod Badan) — arus punca berterusan maksimum diod.
-
Arus Punca Berdenyut Ism (Diod Badan) — arus denyut maksimum yang dibenarkan melalui diod.
-
Voltan Hadapan Diod Vsd — Kejatuhan voltan ke hadapan merentasi diod pada 25 °C dan arus longkang 20 A apabila get ialah 0 V.
-
trr Masa Pemulihan Songsang — masa pemulihan terbalik diod.
-
Caj Pemulihan Terbalik Qrr — caj pemulihan diod.
-
tan Masa Hidupkan Hadapan - Masa hidupkan diod adalah disebabkan terutamanya oleh kearuhan longkang dan punca.
Selanjutnya dalam helaian data, graf pergantungan parameter yang diberikan pada suhu, arus, voltan dan di antara mereka diberikan (Rajah 5).
Had arus longkang diberikan, bergantung kepada voltan punca longkang dan voltan punca get pada tempoh nadi 20 μs. Angka pertama adalah untuk suhu 25 ° C, yang kedua adalah untuk 150 ° C. Kesan suhu pada kebolehkawalan pembukaan saluran adalah jelas.
Rajah 6 secara grafik menunjukkan ciri pemindahan FET ini. Jelas sekali, lebih dekat voltan sumber pintu kepada 10 V, lebih baik transistor dihidupkan. Di sini pengaruh suhu juga agak jelas kelihatan.
Rajah 7 menunjukkan pergantungan rintangan saluran terbuka pada arus longkang 20 A pada suhu. Jelas sekali, apabila suhu meningkat, begitu juga rintangan saluran.
Rajah 8 menunjukkan pergantungan nilai kapasitansi parasit pada voltan sumber-sumber yang digunakan. Ia boleh dilihat bahawa walaupun selepas voltan saliran sumber melepasi ambang 20 V, kapasitansi tidak berubah dengan ketara.
Rajah 9 menunjukkan pergantungan penurunan voltan hadapan dalam diod dalaman pada magnitud arus longkang dan pada suhu. Rajah 8 menunjukkan kawasan operasi selamat transistor sebagai fungsi panjang tepat masa, magnitud arus longkang dan voltan punca longkang.
Rajah 11 menunjukkan arus longkang maksimum berbanding suhu kes.
Rajah a dan b menunjukkan litar pengukur dan graf yang menunjukkan rajah pemasaan pembukaan transistor dalam proses meningkatkan voltan get dan dalam proses menyahcas kemuatan get kepada sifar.
Rajah 12 menunjukkan graf pergantungan ciri haba purata transistor (badan kristal) pada tempoh nadi, bergantung kepada kitaran tugas.
Rajah a dan b menunjukkan persediaan ukuran dan graf kesan pemusnahan pada transistor nadi apabila induktor dibuka.
Rajah 14 menunjukkan pergantungan tenaga maksimum yang dibenarkan bagi nadi pada nilai arus terputus dan suhu.
Rajah a dan b menunjukkan graf dan rajah ukuran cas get.
Rajah 16 menunjukkan persediaan pengukuran dan graf bagi transien biasa dalam diod dalaman transistor.
Angka terakhir menunjukkan kes transistor IRFP460LC, dimensinya, jarak antara pin, penomborannya: 1-pintu, 2-longkang, 3-timur.
Jadi, selepas membaca helaian data, mana-mana pembangun akan dapat memilih kuasa yang sesuai atau tidak banyak, kesan medan atau transistor IGBT untuk penukar kuasa yang direka atau dibaiki, sama ada penyongsang kimpalan, pekerja kekerapan atau penukar pensuisan kuasa lain.
Mengetahui parameter transistor kesan medan, anda boleh membangunkan pemacu dengan cekap, mengkonfigurasi pengawal, melakukan pengiraan haba dan memilih heatsink yang sesuai tanpa perlu memasang terlalu banyak.