IRFZ44EPBF MOSFET — описание производителя. Даташиты. Основные параметры и характеристики. Поиск аналога. Справочник
Наименование прибора: IRFZ44EPBF
Тип транзистора: MOSFET
Полярность: N
Максимальная рассеиваемая мощность (Pd): 110
W
Предельно допустимое напряжение сток-исток |Uds|: 60
V
Предельно допустимое напряжение затвор-исток |Ugs|: 20
V
Пороговое напряжение включения |Ugs(th)|: 4
V
Максимально допустимый постоянный ток стока |Id|: 48
A
Максимальная температура канала (Tj): 175
°C
Общий заряд затвора (Qg): 60
nC
Время нарастания (tr): 60
ns
Выходная емкость (Cd): 420
pf
Сопротивление сток-исток открытого транзистора (Rds): 0.023
Ohm
Тип корпуса:
IRFZ44EPBF
Datasheet (PDF)
0.1. irfz44epbf.pdf Size:150K _international_rectifier
PD — 94822IRFZ44EPbFHEXFET Power MOSFET Advanced Process Technology Dynamic dv/dt Rating DVDSS = 60V 175C Operating Temperature Fast SwitchingRDS(on) = 0.023 Fully Avalanche RatedG Lead-FreeID = 48ASDescriptionFifth Generation HEXFETs from International Rectifier utilize advanced processingtechniques to achieve extremely low on-resistance per silicon area.
7.1. irfz44e.pdf Size:96K _international_rectifier
PD — 91671BIRFZ44EHEXFET Power MOSFET Advanced Process TechnologyDVDSS = 60V Dynamic dv/dt Rating 175C Operating Temperature Fast SwitchingRDS(on) = 0.023G Fully Avalanche RatedID = 48ASDescriptionFifth Generation HEXFETs from International Rectifier utilize advanced processingtechniques to achieve extremely low on-resistance per silicon area. Thisbenefi
7.2. irfz44espbf.pdf Size:234K _international_rectifier
PD — 95572IRFZ44ESPbFIRFZ44ELPbFHEXFET Power MOSFETl Advanced Process Technologyl Surface Mount (IRFZ44ES)DVDSS = 60Vl Low-profile through-hole (IRFZ44EL)l 175C Operating TemperatureRDS(on) = 0.023l Fast SwitchingGl Fully Avalanche RatedID = 48Al Lead-FreeSDescriptionFifth Generation HEXFETs from International Rectifier utilize advancedprocessing tec
7.3. irfz44es.pdf Size:163K _international_rectifier
PD — 9.1714IRFZ44ES/LPRELIMINARYHEXFET Power MOSFET Advanced Process TechnologyDVDSS = 60V Surface Mount (IRFZ44ES) Low-profile through-hole (IRFZ44EL) 175C Operating TemperatureRDS(on) = 0.023G Fast Switching Fully Avalanche RatedID = 48ASDescriptionFifth Generation HEXFETs from International Rectifier utilize advancedprocessing techniques to achieve
7.4. irfz44espbf irfz44elpbf.pdf Size:234K _infineon
PD — 95572IRFZ44ESPbFIRFZ44ELPbFHEXFET Power MOSFETl Advanced Process Technologyl Surface Mount (IRFZ44ES)DVDSS = 60Vl Low-profile through-hole (IRFZ44EL)l 175C Operating TemperatureRDS(on) = 0.023l Fast SwitchingGl Fully Avalanche RatedID = 48Al Lead-FreeSDescriptionFifth Generation HEXFETs from International Rectifier utilize advancedprocessing tec
7.5. irfz44e.pdf Size:246K _inchange_semiconductor
INCHANGE Semiconductorisc N-Channel MOSFET Transistor IRFZ44E IIRFZ44EFEATURESStatic drain-source on-resistance:RDS(on) 23mEnhancement modeFast Switching Speed100% avalanche testedMinimum Lot-to-Lot variations for robust deviceperformance and reliable operationDESCRITIONreliable device for use in a wide variety of applicationsABSOLUTE MAXIMUM R
7.6. irfz44es.pdf Size:205K _inchange_semiconductor
INCHANGE Semiconductorisc N-Channel MOSFET Transistor IRFZ44ESFEATURESWith TO-263(D2PAK) packagingUninterruptible power supplyHigh speed switchingHard switched and high frequency circuits100% avalanche testedMinimum Lot-to-Lot variations for robust deviceperformance and reliable operationzAPPLICATIONSSwitching applicationsABSOLUTE MAXIMUM RATINGS(T =2
Другие MOSFET… IRFZ34EPBF
, IRFZ34L
, IRFZ34NLPBF
, IRFZ34NPBF
, IRFZ34NSPBF
, IRFZ34PBF
, IRFZ34S
, IRFZ40PBF
, BUZ90A
, IRFZ44ESPBF
, IRFZ44L
, IRFZ44NLPBF
, IRFZ44NPBF
, IRFZ44NSPBF
, IRFZ44PBF
, IRFZ44R
, IRFZ44RPBF
.
Как работает полевой транзистор?
ПТ с индуцированным каналом содержит три электрода — исток (source), сток (drain), и затвор (gate).
Принцип работы ПТ наполовину понятен из графического обозначения и названия электродов.
Канал ПТ – это «водяная труба», в которую втекает «вода» (поток заряженных частиц, образующих электрический ток) через «источник» (исток).
«Вода» вытекает из другого конца «трубы» через «слив» (сток). Затвор – это «кран», который открывает или перекрывает поток. Чтобы «вода» пошла по «трубе», надо создать в ней «давление», т.е. приложить напряжение между стоком и истоком.
Если напряжение не приложено («давления в системе нет»), тока в канале не будет.
Если приложено напряжение, то «открыть кран» можно подачей напряжения на затвор относительно истока.
Чем большее подано напряжение, тем сильнее открыт «кран», больше ток в канале «сток-исток» и меньше сопротивление канала.
В источниках питания ПТ используется в ключевом режиме, т.е. канал или полностью открыт, или полностью закрыт.
Честно сказать, принципы действия ПТ гораздо более сложны, он может работать не только в ключевом режиме. Его работа описывается многими заумными формулами, но мы не будем здесь все это описывать, а ограничимся этими простыми аналогиями.
Скажем только, что ПТ могут быть с n-каналом (при этом ток в канале создается отрицательно заряженными частицами) и p-каналом (ток создается положительно заряженными частицами). На графическом изображении у ПТ с n-каналом стрелка направлена внутрь, у ПТ с p-каналом – наружу.
Собственно, «труба» — это кусочек полупроводника (чаще всего – кремния) с примесями химических элементов различного типа, что обуславливает наличие положительных или отрицательных зарядов в канале.
Теперь переходим к практике и поговорим о том,
Аудио MOSFET транзисторы класса D
Все корпуса
Наим-е |
Корпус |
Напряжение пробоя |
Rds(on) тип. (10 В) |
Ток стока (25°C) |
Заряд затвора |
Класс |
IRFI4024H-117P |
5-pin TO-220 |
55V |
48 mOhm |
11 A |
8.9 nC |
Consumer |
IRFI4212H-117P |
5-pin TO-220 |
100V |
58 mOhm |
11 A |
12 nC |
Consumer |
IRFI4019H-117P |
5-pin TO-220 |
150V |
80 mOhm |
8.7 |
13 nC |
Consumer |
IRFI4020H-117P |
5-pin TO-220 |
200V |
80 mOhm |
9.1 A |
19 nC |
Consumer |
IRF6665TRPBF |
DirectFET SH |
100V |
53 mOhm |
19 A |
8.7 nC |
Consumer |
IRF6645TRPBF |
DirectFET SJ |
100V |
28 mOhm |
25 A |
14 nC |
Consumer |
IRF6644TRPBF |
DirectFET MN |
100V |
10 mOhm |
60 A |
35 nC |
Consumer |
IRF6775MTRPBF |
DirectFET MZ |
150V |
56 mOhm |
28 A |
25 nC |
Consumer |
IRF6785MTRPBF |
DirectFET MZ |
200V |
85 mOhm |
15 A |
26 nC |
Consumer |
IRF6648TRPBF |
DirectFET MN |
60V |
5.5 mOhm |
86 A |
36 nC |
Consumer |
IRF6668TRPBF |
DirectFET MZ |
80V |
12 mOhm |
55 A |
22 nC |
Consumer |
IRF6646TRPBF |
DirectFET MN |
80V |
7.6 mOhm |
68 A |
36 nC |
Consumer |
IRFB4212PBF |
TO-220 |
100V |
72.5 mOhm |
18 A |
15 nC |
Industrial |
IRFB4019PBF |
TO-220 |
150V |
80 mOhm |
17 A |
13 nC |
Consumer |
IRFB5615PBF |
TO-220 |
150V |
32 mOhm |
35 A |
26 nC |
Industrial |
IRFB4228PBF |
TO-220 |
150V |
12 mOhm |
83 A |
72 nC |
Industrial |
IRFB4020PBF |
TO-220 |
200V |
80 mOhm |
18 A |
18 nC |
Consumer |
IRFB4227PBF |
TO-220 |
200V |
19.7 mOhm |
65 A |
70 nC |
Industrial |
IRFB5620PBF |
TO-220 |
200V |
60 mOhm |
25 A |
25 nC |
Industrial |
IRFP4668PBF |
TO-247 |
200V |
8 mOhm |
130 A |
161 nC |
Industrial |
IRFB4229PBF |
TO-220 |
250V |
38 mOhm |
46 A |
72 nC |
Industrial |
IRFP4768PBF |
TO-247 |
250V |
14.5 mOhm |
93 A |
180 nC |
Industrial |
Результаты подбора MOSFET (поиска аналога)
Тип | Code | Pol | Struct | Pd | Uds | Ugs | Ugs(th) | Ugs(off) | Id | Tj | Qg | Tr | Cd | Rds | Caps |
2N60L | N | MOSFET | 54 | 600 | 30 | 2 | 150 | 25 | 30 | 4.2 | TO262TO251TO252TO220TO220FTO126 | ||||
AOW4S60 | N | MOSFET | 83 | 600 | 30 | 4.1 | 4 | 150 | 8 | 21 | 0.9 | ||||
AOW7S60 | N | MOSFET | 104 | 600 | 30 | 3.9 | 7 | 150 | 13 | 28 | 0.6 | ||||
AOW7S65 | N | MOSFET | 104 | 650 | 30 | 4 | 7 | 150 | 14 | 30 | 0.65 | ||||
BRA2N60 | N | MOSFET | 54 | 600 | 30 | 2 | 150 | 23 | 35 | 5 | |||||
FCI25N60N | N | MOSFET | 216 | 600 | 30 | 4 | 25 | 150 | 57 | 0.125 | TO262I2PAK | ||||
FCI25N60NF102 | N | MOSFET | 216 | 600 | 30 | 16 | 57 | 0.125 | TO262I2PAK | ||||||
FCI7N60 | N | MOSFET | 83 | 600 | 30 | 5 | 7 | 150 | 23 | 0.6 | TO262I2PAK | ||||
FQI4N80 | N | MOSFET | 130 | 800 | 30 | 3.9 | 150 | 19 | 3.6 | TO262I2PAK | |||||
FQI4N90 | N | MOSFET | 140 | 900 | 30 | 4.2 | 150 | 24 | 3.1 | TO262I2PAK | |||||
FQI5N60C | N | MOSFET | 100 | 600 | 30 | 4.5 | 150 | 15 | 2.5 | TO262I2PAK | |||||
FQI7N60 | N | MOSFET | 142 | 600 | 30 | 7.4 | 150 | 29 | 1 | TO262I2PAK | |||||
FQI7N80 | N | MOSFET | 167 | 800 | 30 | 6.6 | 150 | 40 | 1.5 | TO262I2PAK | |||||
FQI8N60C | N | MOSFET | 147 | 600 | 30 | 7.5 | 150 | 28 | 1.2 | TO262I2PAK | |||||
LSF65R570GT | N | MOSFET | 83 | 650 | 30 | 4.5 | 7 | 150 | 15 | 10 | 23 | 0.57 | |||
LSF70R640GT | N | MOSFET | 83 | 700 | 30 | 4.5 | 7 | 150 | 15.2 | 10 | 23 | 0.64 | |||
LSF80R680GT | N | MOSFET | 83 | 800 | 30 | 4.5 | 8 | 150 | 19.5 | 30 | 26 | 0.68 | |||
SIF4N60C | N | MOSFET | 104 | 600 | 30 | 4 | 150 | 2 | TO220TO220FPTO262TO263TO251TO251STO252 | ||||||
SIF4N60D | N | MOSFET | 104 | 600 | 30 | 4 | 150 | 2 | TO220TO220FPTO262TO263TO251TO251STO252 | ||||||
SIF4N65C | N | MOSFET | 100 | 650 | 30 | 4 | 150 | 2.5 | TO220TO220STO262TO263TO251TO251STO252 | ||||||
SIF4N65D | N | MOSFET | 104 | 650 | 30 | 4 | 150 | 2.5 | TO220TO220FPTO262TO263TO251TO251STO252 | ||||||
SIF5N60C | N | MOSFET | 120 | 600 | 30 | 5 | 150 | 1.6 | TO220TO220FPTO262TO263TO251TO251STO252 | ||||||
SIF7N65C | N | MOSFET | 142 | 650 | 30 | 7 | 150 | 1.1 | TO220TO220FPTO262TO263 | ||||||
SIF7N65D | N | MOSFET | 142 | 650 | 30 | 7 | 150 | 1.1 | TO262TO263TO220FP | ||||||
SIF7N70C | N | MOSFET | 147 | 700 | 30 | 7 | 150 | 1.35 | TO220TO220FPTO262TO263 |
Всего результатов: 25
Принципы работы полевых транзисторов в электронных схемах: упрощенная информация
Все сложные процессы электроники удобно представлять на примере обычного водопроводного крана с рукояткой, которая позволяет перекрывать воду или регулировать ее напор от очень тонкой струйки (течь) до максимально сильного проходящего потока.
Показал это примитивной картинкой, на которой:
- входной патрубок с напором назван стоком;
- место выхода воды (истечения) обозначен истоком;
- рукоятка управления или вентиль со штоком — затвор.
Аналогичным образом работает рассматриваемая нами электрическая схема полевого транзистора. Только у нее между стоком и истоком приложено основное постоянное напряжение. Эту область называют каналом. Он выполнен из полупроводника определенной структуры:
- n-типа (преобладают электроны — носители отрицательных зарядов);
- p-типа — с излишком положительных дырок.
На чертежах эти выводы показываются одним из следующих образов.
На обозначении затвора нам надо обращать внимание на направление стрелки. У полупроводников n- канального типа она направлена на затвор, а с p- проводимостью — в противоположную сторону
Любой field-effect transistors является полупроводником, причем управляемым. Это значит, что он пропускает через себя нагрузку исключительно в одну сторону, а противоположное движение электрических зарядов всегда заблокировано.
Движение тока через полупроводниковые переходы всегда направлено от стока к истоку, как и воды в кране
Это важно запомнить.. Функции закрытия или открытия этого крана (затвора), а также роль регулирования силы потока электрических зарядов возложены на затвор
Здесь действует известный всем закон Ома:
Функции закрытия или открытия этого крана (затвора), а также роль регулирования силы потока электрических зарядов возложены на затвор. Здесь действует известный всем закон Ома:
Сопротивление среды канала управляет нагрузкой, а на него действует приложенный извне потенциал.
Говоря другими словами: энергия электрического поля, приложенная к затвору, меняет сопротивление внутренних полупроводниковых переходов и влияет на величину тока в выходной силовой цепи.
Слово «поле» здесь знаковое. Оно определило целый ряд транзисторных изделий, работающих по этому принципу управления.
Потенциал электрического поля регулирует величину сопротивления через силовой полупроводниковый слой (канал), закрывая/открывая транзистор или изменяя ток через него.
Аналогичным образом управляются биполярные транзисторы (БТ), про которые у меня на блоге опубликована предыдущая статья.
Только у них силовая цепь образована меду коллектором и эмиттером, а схема управления работает от тока, образованного приложением напряжения между базой и эмиттером. У БТ своя система обозначения выводов, но те же два внутренних контура (силовая цепь и цепочка ее регулирования).
Заостряю внимание: при одном и том же напряжении между входом и выходом полевого транзистора (сток-исток) потенциал на затворе изменяет электрическое сопротивление встроенных полупроводниковых переходов.
Причем происходит это по одному из предусмотренных заранее сценариев. О них я последовательно рассказываю дальше.
Характеристики IRF740
При ознакомлении с характеристиками полевого транзистора IRF740 изначально обращают внимание на его максимальные (предельно допустимые) характеристики. Затем, исходя из поставленной задачи, изучают электрические параметры
После этого переходят к графикам типовых выходных, передаточных и других характеристик. Рассмотрим основные фрагменты из DataSheet irf740 на русском языке.
Максимальные
Ниже представлены предельно допустимые значения МОП-транзистора IRF740. Не следует воспринимать их как основные, при которых mosfet будет работать стабильно. Превышение любого из них, даже на короткий промежуток времени, может привести к выходу устройства из строя.
Электрические
В электрических характеристиках IRF740 содержится информация проверенная производителем при определенных условия. Эти условия указываются дополнительно, в одном из столбцов таблицы. Например, из дополнительных условий можно узнать, что irf740 при напряжении 400 вольт между стоком-истоком, при отсутствующем напряжении на затворе, начинает проводить слабый ток — 250 микроампер.
Тепловые параметры
Основным параметром, который ограничивает применение полевого транзистора, является его рабочая температура. А точнее её увеличение, которое связанно с ростом сопротивления транзистора при прохождении через него электрического тока. Несмотря на низкое сопротивление mosfet, на нём все равно рассеивается некоторая мощность, из-за этого он нагревается. Для упрощения расчётов связанных с нагревом IRF740, в даташит приводятся значения его тепловых сопротивлений: от кристалла к корпусу (Junction-to-Case ) и от корпуса в окружающую среду (Junction-to-Ambient).
Неправильные расчеты тепловых параметров для использования в проектах и плохая пайка приводит к перегреву mosfet. На одном из форумов радиолюбитель жаловался на то, что в собранной им схеме металлоискатель пират на irf740 сильно греется. После продолжительных разбирательств причина перегрева выяснилась и оказалась самой банальной – плохая пайка прибора на плату и охлаждение.
Пределы работы
пробой оксида ворота
Оксида затвора очень тонкая (100 нм или меньше), так что он может выдержать лишь ограниченное напряжение. В справочных данных, производители часто заявляют максимальный ворота к источнику напряжения, около 20 V, и превышение этого предела может привести к разрушению компонента. Кроме того, высокие ворота источника напряжения значительно сокращает срок службы полевого МОП — транзистора, с практически никаких преимуществ по R DSon сокращения.
Чтобы справиться с этой проблемой, А драйвер затвора схема часто используется.
Максимальный сток к источнику напряжения
Силовой МОП — транзисторы имеют максимальный указанный слив для напряжения источника (в выключенном состоянии ), за которой пробой может произойти. Превышение напряжения пробоя приводит устройство в поведении, что потенциально может повредить его и другие элементы схемы из — за чрезмерной рассеиваемой мощности.
Максимальный потребляемый ток
Ток стока должен как правило , остаются ниже определенного заданного значения (максимальный непрерывный ток стока). Она может достигать более высоких значений в течение очень коротких периодов времени (максимальный ток в импульсном режиме слива, иногда указаны для различных длительностей импульсов). Ток стока ограничивается нагревом из — за резистивные потери во внутренних компонентах , таких как провода облигаций и другие явления , таких как электромиграции в металлическом слое.
максимальная температура
Температура перехода (T J ) МОП — транзистора должны оставаться под определенным максимальным значением для устройства с функцией надежно, определяется расположение матрицы MOSFET и упаковочных материалов. Тара часто ограничивает максимальную температуру перехода, в связи с формовочной массы и (когда используют) эпоксидных характеристик.
Максимальная рабочая температура окружающей среды определяется рассеиваемой мощности и тепловым сопротивлением . Тепловое сопротивление переход-случае присуща устройству и упаковки; случай к окружающей тепловое сопротивление в значительной степени зависит от платы / макет монтажа, heatsinking зона и воздух / поток текучей среды.
Типа рассеиваемой мощности, является ли непрерывным или импульсным, влияет на максимальную рабочую температуру , из — за тепловые массовые характеристики; в общем случае , снизить частоту импульсов для данной рассеиваемой мощности, тем выше максимальной рабочей температуры окружающей среды, что позволяет за счет более длительный интервал для устройства для охлаждения. Модели, такие как сети Фостера , могут быть использованы для анализа динамики температуры от мощности переходных процессов .
Безопасная рабочая зона
Область безопасной работы определяет объединенные диапазоны тока стока и стоком к источнику напряжения МОП — транзистор мощности способен обрабатывать без повреждений. Оно представлено в графическом виде как область , в плоскости , образованной этих двух параметров. И ток стока и сток-исток напряжение должны оставаться ниже их соответствующих значений максимальных, но их продукт также должен оставаться ниже максимальной рассеиваемой мощностью устройство может обрабатывать. Таким образом, устройство не может работать при максимальном токе и максимальным напряжением одновременно.
Общие сведения
Название «транзистор» произошло от слияния двух английских слов: transfer — переносимый, и resistor — сопротивление. В общепринятом понятии это полупроводниковый элемент с тремя выводами. В нём величина тока на двух выводах зависит от третьего, при изменении на котором тока или напряжения происходит управление значением тока выходной цепи. Вариацией тока управляются биполярные приборы, а напряжением — полевые.
Первые разработки транзистора были начаты в XX веке. В Германии учёный Юлий Эдгар Лилиенфельд описал принцип работы транзистора, а уже в 1934 году физиком Оскаром Хейл был зарегистрирован прибор, названный позже транзистором. Такое устройство работало на электростатическом эффекте поля.
Физики Уильям Шокли, Уолтер Браттейн вместе с учёным Джоном Бардином в конце 40-х годов изготовили первый макет точечного транзистора. С открытием n-p перехода выпуск точечного транзистора прекратился, а вместо него начались разработки плоскостных устройств из германия. Официально представлен был действующий прототип транзистора в декабре 1947 года. В этот день появился первый биполярный транзистор. Летом 1948 года начались продаваться устройства, выполненные на транзисторной основе. С этого момента распространённые на тот момент электронные лампы (триоды) начали уходить в прошлое.
В середине 50-х годов первый плоскостной транзистор был выпущен в серию компанией Texas Instruments, в качестве материала для его изготовления послужил кремний. На тот момент при производстве радиоэлемента выходило много брака, но это не помешало технологическому развитию прибора. В 1953 году на транзисторах была изготовлена схема, использующаяся в слуховых аппаратах, а годом позже американские физики получили за своё открытие Нобелевскую премию.
Март 1959 года ознаменовался созданием первого кремниевого планарного прибора, его разработчиком был физик из Швейцарии Жан Эрни. Пара транзисторов была успешно размещена на одном кристалле кремния. С этого момента и началось развитие интегральной схемотехники. На сегодняшний день в одном кристалле размещается более миллиарда транзисторов. Например, на популярном 8-ядерном компьютерном процессоре Core i7−5960X их количество составляет 2,6 миллиарда штук.
Изначально понятие «транзистор» относилось к сопротивлению, величина которого управлялась напряжением, поскольку транзистор можно представить как некий резистор, регулируемый приложенным потенциалом на одном выводе. Для полевых транзисторов, сравнение с которыми более верно, — потенциалом на затворе, а для биполярных транзисторов — потенциалом на базе или током базы.
Принцип работы
Назначение выводов сток и исток у мосфетов аналогичны контактам коллектора и эмиттера биполярного транзистора. Эти выводы делаются из материала n-типа, а корпус устройства и подложка из материала p-типа. Добавление диоксида кремния SiO2 на подложку образует тонкий слой диэлектрика, который отделяет клемму затвора от всего корпуса.
Получается однополярное устройство, в котором проводимость осуществляется движением электронов. Область между стоком и истоком образуют свободную от носителей заряда зону. Ее насыщение электронами управляется путем подачи положительного напряжения на клемму затвора.
Оно изменяет распределение заряда в полупроводнике, поэтому дырки под слоем диэлектрика, под действием электрического поля двигаются вниз, а свободные электроны притягиваются к области вверх, образуя таким образом n-переход. По этому переходу в последующем и течет электрический ток, сила которого зависит от величины приложенного на затвор напряжения. Возможная схема включения irf3205 показан на рисунке ниже.
Так же, в зависимости от величины управляющего сигнала МОП-транзистор закрываться (низкая проводимость) или в открываться (высокая проводимость).
Как проверить полевой транзистор мультиметром и специальным тестером
Автор С Косенко из Воронежа в журнале Радио №1 за 2005 год показал свою разработку прибора проверки полевых транзисторов. Его имя: ППТ-01. Он объяснил принципы его работы, сборки, наладки, эксплуатации доступным языком.
Новичкам это все должно быть интересно, советую читать такие журналы и больше экспериментировать. Вам нужен практический опыт.
Сейчас подобные приборы выпускаются промышленным способом. Они позволяют проверять транзисторы, тиристоры, симисторы и другие электронные компоненты, точно узнать каждый параметр.
Доступная цена и широкие возможности этих тестеров обеспечивают их популярность. Ведь вся проверка сводится к установке выводов полупроводника в контактные гнезда и нажатию кнопки: результат автоматически отображается на дисплее.
Однако все эти операции вполне можно выполнить обычным цифровым мультиметром или аналоговым стрелочным тестером. Для этого нам потребуется посмотреть заводскую маркировку и найти по ней технические характеристики, определиться с конструкцией (JFET или MOSFET) и проводимостью канала.
Затем нужно вспомнить устройство своего мультиметра или тестера, перевести его в режим прозвонки либо измерения сопротивлений (для аналоговых приборов).
На моем карманном MESTEK MT-102 плюс присутствует на красном щупе, а минус — на черном. У вас скорее всего аналогично, но проверьте. Знак дисплея 0L (или 1 на других моделях) означает величину сопротивления (∞), которая превышает предназначенный диапазон измерения.
Проверку выполняем двумя этапами, последовательно соблюдая очередь:
- оцениваем исправность цепи сток-исток или, более точно, встроенного диода;
- анализируем открытие и закрытие выходной цепи при подаче управляющего сигнала.
Режим проверки №1
Перед началом работы кратковременно зашунтируйте все выводы полевика. Этим действием убирается возможный потенциал на его электродах, который может помешать замеру.
Результаты измерений на табло показываю для исправного мосфета. У поврежденного переходы будут отличаться: пробиты или оборваны.
На картинке показываю два измерения для n-канального транзистора. Схему его собрата с p-каналом привел для образца в правом нижнем углу. Действия для него аналогичны, а результат зависит от проводимости.
При первом замере ставим красный щуп с потенциалом плюса на сток, а черный на исток. Если диод исправен, то показания на приборе будут порядка 400-600. Это величина падения напряжения в милливольтах. Таким способом мультиметр в режиме прозвонки оценивает состояние полупроводникового перехода p-n полярности.
Для второго замера меняем щупы местами. Диод закрыт, его огромное сопротивление показывается как 0L.
Очередность этих замеров можно произвольно изменять.
Проверка мосфета положительной проводимости проводится аналогично, а индикацию на табло вам подскажет направление встроенного диода на рисунке.
Режим проверки №2
Оставляем черный щуп на истоке, а красный переставляем на затвор. Этим действием мы подаем ему положительный потенциал с мультиметра. На табло будет отображаться 0L, но транзистор должен открыться.
Проверяем открытие перестановкой красного щупа на сток. Изменение показаний на табло (единицы или десятки) станет достоверной информацией об его открытии. В этом можно убедиться, поменяв щупы между стоком и истоком. Показания останутся примерно в тех же пределах.
Теперь потребуется закрыть мосфет. Смотрим на замер №3: красный щуп ставим на исток, черный — затвор. Показание 0L.
Логика проверки p-канального типа полевика аналогична. Только надо помнить, что он открывается подачей отрицательного напряжения на затвор относительно истока, то есть «прижимается к земле».
Убедившись в исправности встроенного диода, открытии и закрытии силового перехода сток-исток, можно сделать вывод об исправности МДП транзистора.
Однако описанный метод не во всех случаях может обеспечить достоверные результаты. И дело здесь кроется в конструкции вашего мультиметра. Его выходного напряжения может просто не хватить для подачи отпирающего или запирающего потенциала на затвор.
Поэтому более достоверную проверку выполняют двумя мультиметрами:
- одним контролируют состояние перехода сток-исток;
- вторым управляют потенциалом на затворе.
Естественно, что заменить один из мультиметров можно самодельным источником напряжения, например, двумя батарейками АА (3 вольта) или омметром с предварительно оцененными характеристиками.
Принцип таких измерений показывает в своем видеоролике Дмитрий Гильмутдинов. Рекомендую посмотреть.
Сравнение IGBT с MOSFET
Структуры обоих транзисторов очень похожи друг на друга. Что касается протекания тока, важным отличием является добавление слоя подложки P-типа под слой подложки N-типа в структуре модуля IGBT. В этом дополнительном слое дырки вводятся в слой с высоким сопротивлением N-типа, создавая избыток носителей. Это увеличение проводимости в N-слое помогает уменьшить общее напряжение во включенном состоянии в IGBT-модуле. К сожалению, это также блокирует поток электроэнергии в обратном направлении. Поэтому в схему добавлен специальный диод, который расположен параллельно с IGBT чтобы проводить ток в противоположном направлении.
NXP » MRF1K50H
John Powell, NXP Semiconductors
Microwave Engineering Europe
Последние достижения в области технологии LDMOS позволили не только использовать радиочастотные транзисторы в тех приложениях, где раньше безраздельно доминировали электровакуумные приборы, но и расширить сферу их применения. Новый мощный радиочастотный транзистор MRF1K50H компании NXP при питании напряжением 50 В способен как в импульсном, так и в непрерывном режимах отдавать в нагрузку 1500 Вт в диапазоне частот от 1.8 до 500 МГц, что делает его самым мощным транзистором среди выпускаемых отраслью по любым технологиям и для любых частот.
Когда несколько лет назад NXP представила транзистор с непрерывной выходной мощностью 1250 Вт, он быстро завоевал популярность в самых разных приложениях большой мощности, где раньше традиционно использовались электровакуумные триоды и тетроды, поскольку это был первый LDMOS транзистор, способный работать в системах, в которых могут происходить огромные рассогласования импедансов.
Новый MRF1K50H (Рисунок 1) сместил этот уровень надежности в область более высоких мощностей, что делает его еще более привлекательным для приложений большой мощности. Это могут быть, в частности, схемы накачки углекислотных лазеров и источников плазмы, а также установки физики высоких энергий, в которых они формируют электромагнитное поле, ускоряющее пучки заряженных частиц.
Рисунок 1. | Изображенные здесь в трех вариантах корпусов новые 1.5-киловаттные радиочастотные транзисторы компании NXP на сегодня являются самыми мощными твердотельными высокочастотными приборами. Версия с керамическим корпусом с воздушной полостью совместима с существующими транзисторами; для увеличения выходной мощности достаточно лишь небольшой перенастройки. |
MRF1K50H также хорошо подойдет для использования во многих промышленных системах, таких как нагревательное, сварочное и сушильное оборудование, в котором всегда использовались электронные лампы, поскольку никаких твердотельных источников радиочастотного диапазона, в которых сочетались бы надежность электровакуумных приборов с высокой выходной мощностью просто не существовало. Кроме того, транзистор найдет применение в УКВ передатчиках телевизионного вещания, УВЧ радарах и наземных базовых станциях подвижной радиосвязи.
Рисунок 2. | MRF1K50H отдает непрерывную мощность 1550 Вт на частоте 27 МГц при усилении 25.9 дБ и КПД 78%. |
Кроме того, MRF1K50H, вероятно, приобретет популярность среди производителей линейных усилителей для любительского радио, где один транзистор легко обеспечит максимальную пиковую мощность огибающей (1500 Вт), допустимую почти во всех КВ и некоторых УКВ диапазонах.
По уровню надежности и сроку службы этот транзистор намного превосходит любые электронные лампы. В экстремальных условиях, когда температура перехода может достигать 225 °C, среднее время наработки на отказ транзистора MRF1K50H составляет 35 лет, однако в нормальном режиме работы при температуре корпуса до 100 °C оно превышает 450 лет. Это гарантирует длительный срок эксплуатации без замены транзистора, намного сокращающий вынужденные простои промышленных систем, время их обслуживания и стоимость использования. Кроме того, твердотельные источники радиочастотных сигналов позволяют управлять выходной мощностью в их полном динамическом диапазоне, фактически, предлагая ранее недоступные варианты использования.
Рисунок 3. | Основные характеристики транзисторов MRF1K50H в радиовещательном диапазоне частот. Как можно видеть, КПД остается в пределах 81% … 84%. |
Получить выходную мощность 1.5 кВт можно как от транзистора в керамическом корпусе с воздушной полостью (MRF1K50H), так и от транзистора в формованном пластмассовом корпусе (MRF1K50N). MRF1K50H совместим по выводам со своим 1250-ваттным предшественником MRFE6VP61K25H, а также с устройствами других производителей, так что переход на новые транзисторы не вызовет у разработчиков никаких трудностей. Более того, у транзисторов не только одинаковые корпуса, но и очень близкие значения выходной емкости, что позволяет устанавливать MRF1K50H на ту же печатную плату, выполнив лишь минимальные перенастройки, связанные с его большей выходной мощностью.
Справочник по импортным полевым транзисторам.
В справочнике по MOSFET транзисторам приборы рассортированы в порядке возрастания напряжения и тока, приведен
тип корпуса, что удобно для подбора транзистора в справочнике по параметрам под конкретную задачу. Справочник
подойдет и для подбора аналогов, хотя транзисторы с одинаковым током и
напряжением могут и не быть взаимозаменяемыми — необходимо внимательно
сравнивать характеристики. Импортные взяты исключительно из прайсов магазинов, и это повышает
их шансы на доставаемость. В практических применениях полевые транзисторы
конкурируют с БТИЗ (смотри IGBT справочник). И те, и другие управляются напряжением, приложенным к затвору и выбор между IGBT и MOSFET чаще всего определяется
частотами переключения и рабочим напряжением. На низких частотах и высоких напряжениях эффективнее IGBT, а на высоких
частотах и низких напряжениях предпочтительнее MOSFET. В середине этого диапазона все определяется параметрами
конкретных приборов. Производители IGBT выпускают транзисторы со все более высокими скоростями переключения,
а производители MOSFET, в свою очередь, разрабатывают приборы с высокими рабочими напряжениями, умудряясь сохранять
низкое сопротивление стока. Например, весьма хорош полевой транзистор IPW60R045.
Цоколёвка
IRFP460 выполнен в усиленном корпусе TO-247, который применяется там, где высокие уровни мощности не допускают использование универсального ТО-220, и немного превосходит более раннюю версию ТО-218. Для крепления его на радиатор имеется специальное изолированное отверстием в центре. Если смотреть на маркировку (рисунок ниже), то слева направо находятся выводы: затвора (З), стока (С) и истока (И).
Устройство не содержит свинца (Pb-free), о чём указанно в самом начале технического описания (datasheet). Допускается его монтаж на плату с помощью дешёвых оловянно-свинцовых припоев, никак не влияющих на последующую работу изделия в целом. Этим моментом пользуются производители, везущие свою продукцию в страны, где пока не требуется выполнение стандартов по соблюдению экологических норм.
Электрические параметры
Характеристика
Обозначение
Параметры при измерениях
Значения Рабочее напряжение коллектор-эмиттер, В ٭
UCEO(SUS)
IC = 10 мА, IB = 0 А.
400 Ток коллектора выключения, мА ٭
Ta = 25°C
ICEO
UCEO = номинальное значение, UBE(OFF) = 1,5 В
1 Tc = 25°C
5 Ток эмиттера выключения, мА ٭
IEBO
UEB = 9,0 В, IC = 0
1 Напряжение насыщения коллектор-эмиттер, В ٭
UCE(sat)
IC = 0,5 А, IB = 0,1 А
0,5 IC = 1,0 А, IB = 0,25 А
1 IC = 1,2 А, IB = 0,4 А
3 IC = 1,0 А, IB = 0,25 А, Tc = 100°C
1 Напряжение насыщения база-эмиттер, В ٭
UBE(sat)
IC = 0,5 А, IB = 0,1 А
1 IC = 1,0 А, IB = 0,25 А
1,2 IC = 1,0 А, IB = 0,25 А, Tc = 100°C
1,1 Статический коэффициент усиления по току ٭
hFE (1)
UCE = 5,0 В, IC = 0,4 А
14….57 hFE (2)
UCE = 5,0 В, IC = 1,0 А
5…30 Выходная емкость коллектора, pF
Cob
UCB = 10 В, IE = 0, f = 0,1 МГц
21 Частота среза, МГц
fT
UCE = 10 В, IC = 0,1 А
10 Временные параметры транзистора при работе на резистивную нагрузку Время задержки, мкс
td
См
схему измерения временных параметров: UCC = 125 В, IC = 1 А, IB1 = IB2 = 0,2 А, tp = 25 мкс, скважность импульсов ≤ 1%
0,05 Время нарастания импульса тока, мкс
tr
0,5 Время сохранения импульса, мкс
ts
2 Время спадания импульса тока, мкс
tf
0,4 Временные параметры транзистора при работе на индуктивную нагрузку с ограничениями напряжений Время сохранения импульса, мкс
ts
IC = 1 А, UCLAMP = 300 В, IB1 = 0,2 А, UBE(OFF) = 5 В, Tc = 100°C.
1,7 Коммутационный промежуток, мкс
tc
0,29 Время спадания импульса тока, мкс
tf
0,15. ٭ — определено в импульсном режиме: длительность импульса = 300 мкс, скважность импульсов ≤ 2%
٭ — определено в импульсном режиме: длительность импульса = 300 мкс, скважность импульсов ≤ 2%. Примечание: данные в таблицах действительны при температуре среды Ta=25°C, если не указано иное
Примечание: данные в таблицах действительны при температуре среды Ta=25°C, если не указано иное.