Parametrii semiconductorilor de putere curenți permit curenții de comutare de zeci și sute de amperi la o tensiune de până la 1000 volți. Selecția acestor componente de pe piața de electronice este destul de largă, și alege un tranzistor cu efect de câmp cu parametrii necesari în nici un caz o problemă de astăzi, ca fiecare producător auto-respectând însoțește modelul specific al documentației tehnice FET, pe care o puteți găsi întotdeauna atât la site-ul oficial al producătorului, precum și de la oficială dealeri.
Înainte de a începe proiectarea unui anumit dispozitiv, cu ajutorul acestor componente de putere, întotdeauna trebuie să știți exact cu ce aveți de-a face, mai ales atunci când alegeți un tranzistor specific cu efect de câmp. Pentru a face acest lucru, consultați fișa cu date tehnice. Fișa tehnică este un document oficial al producătorului de componente electronice, care descrie descrierea, parametrii, caracteristicile produsului, schemele tipice etc.
Să vedem ce parametri specifică producătorul în datashit, ce înseamnă ei și de ce sunt necesari. Luați în considerare exemplul unei foi de date pentru un tranzistor IRFP460LC cu efect de câmp. Acesta este un tranzistor de putere destul de popular fabricat folosind tehnologia HEXFET.
HEXFET înseamnă o astfel de structură de cristal, când într-un singur cristal sunt organizate mii de celule MOS tranzistor cu comutare paralelă cu formă hexagonală. Această soluție a redus semnificativ rezistența canalului deschis Rds (on) și a făcut posibilă comutarea de curenți mari. Cu toate acestea, hai să continuăm să revizuim parametrii specificați direct în fișa tehnică de la IRFP460LC de la International Reducer (IR).
La începutul documentului, este dată o imagine schematică a tranzistorului, sunt indicate denumirile electrozilor: G-gate, D-drain, sursa S, iar parametrii săi principali sunt listați și calitățile distinctive sunt enumerate. În acest caz, vedem că N-canal efect de câmp tranzistor proiectat pentru o tensiune maximă de 500 V, rezistența canalului său deschis este 0,27 ohmi, iar limitarea curentului este de 20 A. redus de încărcare poarta permite utilizarea componentelor active în circuitele de înaltă frecvență, la costuri reduse energie pentru controlul comutării. Mai jos este o masă (Figura 1) a valorilor maxime admise ale diferiților parametri în diferite moduri.
Id @ Tc = 25 ° C; Conducta de scurgere continuă Vgs @ 10V este curentul continuu maxim de scurgere continuu, la o temperatură a cabinei de 25 ° C, este de 20 A. Cu o sursă de poartă de 10 V.
Id @ Tc = 100 ° C; Conducta de scurgere continuă Vgs @ 10V este curentul maxim continuu de scurgere continuu, la o temperatură a dulapului de 100 ° C, este de 12 A. Cu o tensiune sursă a porții de 10 V.
Idm @ Tc = 25 ° C; Pulsed Drain Current - impulsul maxim, curentul de scurgere de scurtă durată, la o temperatură a cazului FET de 25 ° C, este de 80 A. Sub rezerva unei temperaturi de tranziție acceptabile. Figura 11 (Figura 11) oferă o explicație a relațiilor relevante.
Pd @ Tc = 25 ° C Dispersia puterii - puterea maximă disipată de carcasa tranzistorului, la o temperatură a cabinei de 25 ° C, este de 280 wați.
Factorul de delimitare liniară - cu o creștere a temperaturii cazului la fiecare 1 ° C, puterea disipată crește cu alte 2,2 W.
Vgs Tensiunea de la sursa - sursa maxima a sursei poarta nu trebuie sa fie mai mare de +30 V sau sub -30 V.
Eas Energy Avalanche Single Pulse - energia maximă a unui impuls unic pe scurgere este de 960 mJ. Explicația este dată în Figura 12 (Figura 12).
Și curentul Avalanche - curentul maxim întrerupt este de 20 A.
Avalanche Energy Repetitive pentru Ureche - energia maximă a impulsurilor repetitive în scurgere nu trebuie să depășească 28 mJ (pentru fiecare impuls).
DV / DT Recuperarea diodei de vârf dv / dt - rata maximă de creștere a tensiunii pe canal este de 3,5 V / ns.
Tj, Tstg Interval de funcționare a joncțiunii și a spațiului de depozitare - interval de temperatură sigur de la -55 ° C la + 150 ° C.
Temperatura de lipire, timp de 10 secunde - temperatura maximă permisă pentru lipire este de 300 ° C și la o distanță de cel puțin 1,6 mm de corp.
Cuplul de montare, șurubul 6-32 sau M3 - Cuplul maxim pentru montarea carcasei nu trebuie să depășească 1,1 Nm.
Apoi urmează tabelul de rezistență la temperatură (figura 2). Acești parametri vor fi necesari atunci când se selectează un radiator potrivit.
Releu RJc la carcasă (carcasă de cristal) 0,45 ° C / W.
Suprafață netedă, suprafață netedă (carcasă radiator) Rcs 0,24 ° C / W.
Rja Junction-to-Ambient (mediu de cristal) depinde de calorifer și de condițiile exterioare.
Următorul tabel conține toate caracteristicile electrice necesare ale FET la o temperatură a cristalului de 25 ° C (a se vedea figura 3).
V (br) dss Voltajul de defecțiune de la sursa la sursa - tensiunea sursei de scurgere la care are loc defectarea este egală cu 500 V.
V (br) dss / # 916; Tj Tensiune de defalcare Temp.Coeficient - coeficient de temperatură, tensiune de defectare, în acest caz 0,59 V / ° C
Rds (on) Rezistență statică la scurgere la sursă - rezistența sursei de scurgere a canalului deschis la o temperatură de 25 ° C, în acest caz, este de 0,27 Ω. Depinde de temperatură, dar mai târziu despre asta.
Vgs (th) Tensiunea de prag a porții - tensiunea de prag a comutării tranzistorului. Dacă tensiunea sursei poarta este mai mică (în acest caz 2-4V), tranzistorul va rămâne închis.
gfs Forward Transconductance - Abrupta caracteristicilor de transfer este egală cu raportul dintre variația curentului de scurgere și variația tensiunii de poartă. În acest caz, măsurată la o tensiune sursă de scurgere de 50 V și cu un curent de scurgere de 20 A. Măsurat în Ampere / Volt sau Siemens.
Idss Curent de scurgere la sursă - scurgere curent de scurgere, depinde de tensiune sursă de scurgere și de temperatură. Măsurată de micro-amperi.
Scurgerile de scurgere de la sursa estimativa Gate-to-Source si Scurgerile inversate de la sursa Gate-to-Source sunt curentul de scurgere al obturatorului. Se măsoară prin nanoamperi.
Qg Total Gate Charge este taxa care trebuie raportată la poarta pentru a deschide tranzistorul.
Încărcarea sursei gateway-sursă Qgs este încărcarea capacității sursei de poartă.
Qgd Gate-to-Drain ("Miller") Charge - încărcarea corespunzătoare a porții-scurgere (capacitatea lui Miller)
În acest caz, acești parametri sunt măsurați la tensiunea drena-sursa de 400 V și la un curent de scurgere de 20 A. În figura 6, este dată o explicație cu privire la relația de mărime a tensiunii de poarta-sursă și taxa integral poarta Qg totală Poarta Charge, ca și în figurile 13a și b se prezintă schema și graficul acestor măsurători.
td (on) Timp de întârziere la pornire - timpul de deschidere a tranzistorului.
tr Rise Time - timpul de creștere al impulsului de deschidere (marginea în creștere).
td (off) Timp de întârziere la pornire - timpul de închidere al tranzistorului.
tf Timp de cădere - timpul de decădere al impulsului (închiderea tranzistorului, marginea posterioară).
În acest caz, au fost efectuate măsurători la o tensiune de alimentare de 250 V, cu un curent de scurgere de 20 A, cu o rezistență în circuitul de poartă de 4,3 ohmi și o rezistență în circuitul de scurgere de 20 ohmi. Diagrama și graficele sunt prezentate în Figurile 10a și b.
Ld Inductanța de scurgere internă.
Ls Inductanță sursă internă - inductanță sursă.
Acești parametri depind de proiectarea cazului tranzistorului. Ele sunt importante în proiectarea șoferului, deoarece acestea sunt direct legate de parametrii de timp ai cheii, în special în dezvoltarea circuitelor de înaltă frecvență.
Ciss Capacitance Input - capacitate de intrare, formată de condensatoarele conventionale gate-surse parazite și gate-drain.
Capacitate de ieșire Coss - capacitate de ieșire, formată de condensatori de sursă paraziți și sursă de scurgere.
Capacitatea de transfer inversat - capacitatea de scurgere a porții (capacitatea lui Miller).
Măsurătorile au fost efectuate la o frecvență de 1 MHz, cu o tensiune sursă de scurgere de 25 V. Figura 5 prezintă dependența acestor parametri de tensiunea sursei de scurgere.
Următorul tabel (vezi Figura 4) descrie caracteristicile diodei interne integrate a unui tranzistor cu efect de câmp convențional situat între sursă și scurgere.
Este curentul sursei continue (dioda corpului) - curent continuu maxim continuu al diodei.
Ism Pulsed Source Current (Diodă corp) - curentul de impuls maxim admisibil prin diodă.
Tensiunea de avans a diodei Vsd - o scădere directă a tensiunii pe diodă la 25 ° C și un curent de scurgere de 20 A, când porțiunea este de 0 V.
trr Timpul de recuperare inversă este timpul de recuperare a diodei inverse.
Qrr Reverse Recovery Charge - dioda de recuperare a încărcăturii.
ton înainte de pornire - timpul de deschidere al diodei se datorează în principal inductanțelor de scurgere și sursă.
Mai departe în fișa tehnică sunt graficele dependenței parametrilor date de temperatură, curent, tensiune și reciproc (figura 5).
Sunt date limitele curentului de scurgere, în funcție de tensiunea sursei de scurgere și de tensiunea sursei de poartă cu o durată a impulsului de 20 μs. Prima cifră este pentru temperatura de 25 ° C, a doua pentru 150 ° C. Evident, efectul temperaturii asupra controlabilității deschiderii canalului.
Figura 6 prezintă grafic caracteristica de transfer a acestui tranzistor cu efect de câmp. Evident, cu cât este mai aproape de tensiunea sursei poarta la 10 V, cu atât mai bine se deschide tranzistorul. Influența temperaturii este, de asemenea, văzută aici.
Figura 7 prezintă dependența rezistenței canalului deschis la un curent de scurgere de 20 A la temperatură. Evident, cu creșterea temperaturii, rezistența canalului crește, de asemenea.
Figura 8 prezintă dependența valorilor capacității parazite la tensiunea sursei de canalizare aplicată. Se poate observa că chiar și după tranziția de tensiune a pragului sursei de scurgere la 20 V, capacitatea nu se modifică semnificativ.
Figura 9 prezintă dependența de căderea directă a tensiunii pe dioda internă pe curentul de scurgere și temperatura. Figura 8 prezintă zona de funcționare în siguranță a tranzistorului în funcție de durata timpului de funcționare deschis, de curentul de scurgere și de tensiunea sursei de scurgere.
Figura 11 arată dependența curentului de scurgere maximă de temperatura camerei.
Figurile a și b prezintă o schemă de măsurare și un grafic care arată schema de timp a deschiderii tranzistorului în procesul de creștere a tensiunii la poartă și în timpul descărcării capacității porții la zero.
Figura 12 prezintă graficele dependenței răspunsului termic mediu al tranzistorului (carcasa cristalului) de lățimea impulsului, în funcție de ciclul de funcționare.
Figurile a și b prezintă schema de măsurare și graficul efectului distructiv asupra impulsului tranzistorului atunci când inductanța este deschisă.
Figura 14 prezintă dependența energiei maxime admisibile a impulsurilor de curentul și temperatura întrerupte.
Figurile a și b prezintă graficul și circuitul pentru măsurarea încărcării prin poartă.
Figura 16 prezintă circuitul pentru măsurarea parametrilor și graficul proceselor tipice tranzitorii în dioda internă a tranzistorului.
Ultima cifră prezintă cazul tranzistorului IRFP460LC, dimensiunile acestuia, distanța dintre borne, numărarea acestora: 1-obturator, 2-chiuveta, 3-sursă.
Deci, după ce a citit foaie de date, fiecare dezvoltator va fi capabil să găsească o putere adecvată sau nu, cu efect de câmp tranzistor sau IGBT pentru un convertor de putere proiectate sau reparate, fie ca este vorba de sudare invertor. chastotnik sau orice alt convertor de impulsuri de putere.
Cunoscând parametrii FET, puteți să dezvoltați competent un driver, să configurați controlerul, să efectuați calcule termice și să selectați radiatorul adecvat fără a trebui să îl puneți în situație inutilă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: