Полевые транзисторы "IRF. "
ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ "IRF. "
Мощные полевые ключевые транзисторы с изолированным затвором, n-канальные, обогащенного типа.
Uc-и max — максимально допустимое напряжение между стоком и истоком (V).
Ic max — максимально допустимый ток стока (А). Рmах • максимально допустимая мощность рассеяния на стоке (W).
Rc-и — минимальное эквивалентное сопротивление сток-исток в полностью открытом состоянии (Ohm).
Си — емкость стока (nF).
Uз-и (отс) — максимальное напряжение отсечки между затвором и истоком (V).
Uз-и max — пробивное напряж. затвор-исток (V). S(A/V) — крутизна ампер-вольтовой характеристики, от и до.
при Iс — ток стока (А) при котором измерялась
В документации (datasheet) по характеристикам от МОП-транзистора IRF3205 (HEXFET) говорится – это современный, высокопроизводительное устройство от компании International Rectifier (IR) с индуцированной конструкцией затвора (N-канальный). В параметрах заявлено большое поддерживаемое им напряжение 55 В и ток стока до 110 А. Основной особенностью этого MOSFET является очень низкое сопротивление, в открытом состоянии, составляющее порядка 0,008 Ом. Из за низкого внутреннего сопротивления его часто используют для коммутации цепей в инверторах, электроинструменте, преобразователях постоянного тока и т.д.
Power MOSFET-транзистор отличается от обычного затвором с большей толщиной оксида кремния, выдерживающего высокое входное и выходное напряжение.
Цоколевка
Распиновка транзистор irf3205 выполнена в пластиковом корпусе TO-220. Такой обычно применяется при мощности рассеяния до 50 Ватт. Три металлических, гибких вывода имеют следующее назначение: 1) З-затвор (G-gate); 2) С-сток (D-drain); 3) И-исток (S-source). Именно такое назначение и порядок следования выводов, если смотреть на маркировку, у всех транзисторов с префиксом “irf” в 220 корпусе.
Основные параметры
Для определения возможности использования транзистора irf 3205 в своем проекте необходимо изучить его технические характеристики. Они указываются в техническом описании (даташит) от производителя. Основные параметры изготовители представляют в двух таблицах, с наименование: абсолютные максимальные рейтинги и электрические характеристики.
Абсолютные максимальные рейтинги
Абсолютные максимальные рейтинги определяют предельные значения напряжений, тока, рассеиваемой мощности и рабочей температуры, которые способен выдержать полупроводниковый прибор в различных условиях эксплуатации. Надо знать, что эти величины устройство способно выдержать, но это не значит, что возможна его эксплуатация при таких значениях. Использование устройства на максимальных параметрах однозначно приведет к выходу его из строя. У irf3205 следующие максимальные параметры:
Необходимо внимательней отнестись к этим значениям. Иногда производители хитрят и указывают не применимые на практике величины. Так, максимальный заявленный ток стока (ID) у irf3205, указанный в первой строке таблицы, равен 110 A. Однако можно сказать, что это значение не более чем рекламный ход изготовителя, способствующий возможным продажам. Кристалл рассматриваемого прибора действительно может выдержать такой ID, но не корпус ТО-220 в который он заключен, ограниченный током 75 А. Об этих ограничениях в применении производитель указывает только в конце таблицы.
Электрические характеристики
В таблица электрических характеристик все параметры проверены производителем с учетом условий измерений, указных в столбце с соответствующим названием. Они проверяются при температуре окружающей среды менее 25 градусов. У данного устройства они следующие при TJ = 25 °C:
Тепловые параметры
Рассмотрим тепловые параметры irf3205. Они представлены в виде тепловых сопротивлений корпус-кристалл (RθJC=0.75°C /Вт) и кристалл-окружающая среда (RθJA=62°C /Вт). Для большинства современных полевых МОП-транзисторов RθJA определяется в первую очередь размещением элементов на печатной плате, а не самим полевым МОП-транзистором. Поэтому RθJA имеет меньшее значение для оценки тепловых характеристик, чем RθJC.
Маркировка
Первые символы маркировки указывают на изготовителя — International Rectifier (IR). Однако, так как транзистор выпускается очень давно (примерно с 2000 г.), выпуск его копии наладили и другие компании. Обновленные, безсвинцовые версии, размещенные в другом корпусе, содержат в конце маркировки символ “Z”: irf3205z (TO-220AB), irf3205zs (D2Pak), irf3205zl (TO262). Встречающиеся иногда символы «PbF» в конце , так же указывают на наличие безсвинцовой технологии изготовления.
Замена и аналоги
Аналог irf3205 можно подобрать из: BUK7508-55 (Philips), BUZ111S (Infineon), HRF3205 (Fairchild), HUF75343P3 (Fairchild, Intersil), 2SK2985 (Toshiba), MTP75N05 (ON Semiconductor), 2SK2985 (Toshiba), STP80NE06 (STMicroelectronics), SUB75N06, IRFD120 (Vishay). Полным отечественным аналогом является КП783A.
Комплементарная пара
Комплементарной пары у irf3205 нет.
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).
Правила безопасности
Основная причина отказа у полевых транзисторов — КЗ между контактами стока-истока. В таком случае только внутреннее сопротивление источника напряжения сдерживает максимальный ток. Из за КЗ кристалл устройства плавится. А повышенное напряжение на затворе разрушает тонкий слой диэлектрика MOSFET. Таким образом, затвор irf3205 разрушится если напряжение на нем будет превысит 25 вольт. Производители советуют выбирать транзистор с 30% запасом по ожидаемым параметрам, при этом должны быть соблюдены требования по подавлению различных скачков напряжения и тока.
Применение
Предельно допустимое напряжение сток-исток до 55 В, позволяют использовать транзистор IRF 3205 в преобразователях напряжения работающих от 12 до 36 В, в бесперебойных источниках питания и др. Он так же популярен при работе в ключевом режиме в повышающих высокочастотных инверторах, например автомобильных. Посредством параллельного включения нескольких корпусов есть возможность построения преобразователей, рассчитанных на значительные токи. На видео можно посмотреть одну из простейших схем собранных на irf 3205 – сенсорный выключатель.
Производители
Далее можете скачать DataSheet транзистора IRF3205 от нескольких производителей. В России наиболее распространены: International Rectifier; Infineon Technologies. Однако, встречаются и других марок: First Silicon, Nell, Kersemi Electronic и др.
Мощный полевой МОП-транзистор технологии HEXFET (гексагональная ячейка)
Отличительные особенности:
- Максимальное напряжение сток-исток – 150 В
- Максимальное сопротивление канала в открытом состоянии (при Uзи=10В), не более 44 мОм
- Ток стока – 5,2 А
- Малая величина заряда затвор-сток, уменьшающая потери на переключение
- Полностью нормированная емкость переходов, что облегчает разработку принципиальной схемы
- Полностью нормированные напряжение и ток пробоя
- Корпус типа SO-8
Импульсные преобразователи напряжения постоянного тока с большой частотой переключения
Расположение выводов IRF7494:
IRF7494 – это силовой транзистор нового поколения от фирмы International Rectifier, рассчитанный на напряжение сток-исток до 150 В, который имеет на 56% меньшее сопротивление канала в открытом состоянии по сравнению с ближайшими аналогами. Величина заряда затвор-сток у IRF7494 (заряд Миллера) снижена на 50% по сравнению с зарядом аналогичных по сопротивлению открытого канала приборов, имеющихся в данный момент на рынке.
Выигрыш в КПД при замене стандартного ключевого элемента в схеме типичного 150-ваттного прямого преобразователя напряжения на транзистор IRF7494 составляет около 0,5%, что приведет к снижению температуры корпуса этого элемента минимум на 15–20°С.
Новый транзистор разработан для использования в первичном каскаде прямых или двухтактных преобразователей напряжения в монтируемых прямо на плату модулях питания для аппаратуры связи и локальных сетей.
Имея такие малые Rсток-исток(откр.) и заряд затвора, транзистор IRF7494 идеально подходит для импульсных преобразователей постоянного тока на частоту до 500 кГц. Транзистор рассчитан на максимальное напряжение на затворе (Uзи) до 20 В. Кроме того, он имеет малое сопротивление затвора, что еще больше снижает потери на переключение.