Подбор мосфета по параметрам: Страница не найдена | RCmarket.ua

Содержание

Справочник мощных импортных полевых транзисторов.

Особенностью справочника является то, что импортные полевые транзисторы взяты из прайсов интернет-магазинов.							Справочник предназначен для подбора полевых транзисторов по электрическим параметрам, для выбора замены (аналога) транзистору с известными характеристиками. За основу спраочника взяты отечественные транзисторы, расположенные в порядке возрастания напряжения и тока. Импортные MOSFET транзисторы в справочник взяты из прайс-листов магазинов. Импортные и отечественные транзисторы, расположенные в одной колонке, имеют близкие параметры, хотя и не обязательно являются полными аналогами.
							MOSFET транзисторы обладают следующими достоинствами: малая энергия, которую нужно затратить для открывания транзистора. Этот параметр хоть и растет с увеличением частоты, но все равно остается гораздо меньшей, чем у биполярных транзисторов. У MOSFET транзисторов не времени обратного восстановления , как у биполярных и “хвоста”, как у IGBT транзисторов, в связи с чем могут работать в силовых схемах на более высоких частотах. Кроме того, у MOSFET нет вторичного пробоя, и поэтому они более стойки к выбросам самоиндукции.


Отечеств.	Корпус	PDF	Тип	Imax, A	Импортн.	Корпус
Ограничения по длительному току, накладываемые корпусом: ТО220 не более 75А, ТО247 не более 195А. В реальных условиях отвода тепла эти цифры в несколько раз меньше.
Полевые транзисторы на напряжение до 40В:
КП364	ТО-92		n	0. 02			кп364 – полевой транзистор 40В 0.1А, характеристики
КП302	ТО-92		n	0.04			транзистор кп302 на 40В 0.1А
2П914А	ТО-39		n	0.1(0.2)	BSS138 2SK583	sot23 TO-92	полевой транзистор 2п924 на 40В 0.1А
КП601	ТО-39		n	0.4			полевой транзистор кп601 на 40В 0.15А
КП507	ТО-92		p	0.6 1.1	TP2104	TO-92, sot23 sot23	полевой транзистор кп507на 40В 0.3А
			n	1.6	BSP295	sot223	импортный полевой smd транзистор BSP295
			n	2	RTR020N05	sot23	полевой транзистор для поверхностного монтажа на 40В 2А с защитным стабилитроном в затворе
			n	4	NTR4170	sot23
			n	5	PMV60EN	sot23
			n	6	BSP100	sot223
КП921А	TO-220		n	10			мощный полевой транзистор КП921 на 40В 10А для применения в быстродействующих переключающих устройствах
КП954Г	TO-220		n	20(18)	FDD8424	TO-252	мощный полевой транзистор КП954 на 40В 20А для источников питания
			n	34	BUZ11	TO-220	импортный MOSFET транзистор BUZ11 на 40В 34А
2П7160А	TO-258		n	46(42)	IRFR4104	TO-252	характеристики мощного MOSFET IRF4104
			n	100	IRF1104	TO-220	MOSFET транзистор IRF1104 на 40В 100А
			n	162	IRF1404	TO-220	MOSFET транзистор IRF1404 на 40В 162А. Подробные характеристики см. в datasheet
			n	210	IRF2204	TO-220	импортный полевой транзистор IRF2204 на 40В 210А
			n	280	IRF2804	TO-220	импортный полевой транзистор IRF2804 на 40В 280А
			n	350	IRFP4004	TO-247	мощный полевой транзистор с изолированным затвором IRFP4004 с током до 195А
MOSFET транзисторы на напряжение до 60-75В:
			n	0.2 0.5	2N7000 BS170	TO-92, sot23	smd маломощный полевой транзистор BS170 на 60В 0.2А для поверхностного монтажа
КП804А	ТО-39		n	1
КП505 А-Г	ТО-92		n	1. 4 2.7	IRFL014	sot223	импортный полевой транзистор irfl014 на 60В 0.1А для поверхностного монтажа
КП961Г	ТО-126		n	5			транзистор КП961Г на 60В 0.5А
КП965Г	ТО-126		n	5			транзистор КП965Г на 60В 0.5А
КП801 (А,Б)	ТО-3		n	5
КП739 (А-В)	ТО-220		n	10	IRF520	ТО-220	импортный полевой транзистор IRF520, характеристики
КП740 (А-В)	ТО-220		n	17	STP16NF06	TO-220	на 60В 15А
КП7174А	ТО-220		n	18
КП784А	ТО-220		p	18
КП954 В,Д	ТО-220		n	20	STP20NF06	TO-220	мощный полевой транзистор КП954 на 60В 20А
2П912А	ТО-3		n	25			полевой транзистор 2П912А на 60В и ток 25А
КП727(А,Б)	ТО-220		n p	30 31	STP36NF06 IRF5305	ТО-220	мощный полевой транзистор КП727А на 60В 30А
КП741 (А,Б)	ТО-220		n	50	IRFZ44	TO-220	мощный полевой транзистор irfz44 на 60В и ток 50А. Подробные характеристики см. в datasheet.
КП723(А-В)	ТО-220		n	50	STP55NF06	TO-220	отечественный мощный полевой транзистор КП723 на 60В и ток до 50А
КП812(А1-В1)	ТО-220		n	50			отечественный MOSFET транзистор КП812 на 60В и ток до 50А
2П7102Д	ТО-220		n	50			MOSFET транзистор 2П7102 на 60В и ток до 50А
КП775(А-В)	ТО-220		n	50(60)	STP60NF06	TO-220	полевой транзистор КП775 на напряжение до 60В и ток до 50А
КП742(А,Б)	ТО-218		n n n p	80 80 82 74	SPB80N08 IRF1010 IRF2807 IRF4905	TO-220, D2PAK ТО-220 ТО-220 ТО-220	полевой транзисторы irf1010, irf2807, irf4905 на 60В и ток до 80А
			n	140 169	IRF3808 IRF1405	ТО-220 ТО-220	MOSFET транзистор irf3808 на 60В и ток до 140А
			n	210	IRFB3077	ТО-220	полевой транзистор irfb3077 на 75В и ток 210А
			n	350	IRFP4368	ТО-247	мощный полевой транзистор irfp4368 на напряжение 75В ток до 195А
MOSFET на напряжение до 100-150В:
КП961В	ТО-126		n	5
КП965В	ТО-126		p	5(6. 8)	IRF9520	ТО-220	p-канальный импортный полевой транзистор IRF9520 на напряжение до 100В, ток до7А
КП743 (А1-В1)	ТО-126		n	5.6
КП743 (А-В)	ТО-220		n	5.6	IRF510	ТО-220	mosfet транзистор IRF510 на напряжение до 100В, ток до 6А.
КП801В	ТО-3		n	8	IRFR120	DPAK
КП744 (А-Г)	ТО-220		n	9.2	IRF520	TO-220	импортный полевой транзистор IRF520 на напряжение до 100В и ток до 9А
КП922 (А,Б)	ТО-3		n	10	BUZ72	TO-220	mosfet транзистор BUZ72 с током до 10А
КП745 (А-В)	ТО-220		n	14	IRF530	ТО-220	транзистор IRF530 на напряжение до 100В и ток до 14А
КП785А	ТО-220		p	19	IRF9540	ТО-220	импортный p-канальный полевой транзистор IRF9540 на ток до 19А
2П7144А	ТО-220		p	19			мощный p-канальный полевой транзистор 2П7144 на 100В и ток до 19А
КП954Б	ТО-220		n	20	IRFB4212	TO-220	параметры мощного MOSFET транзистора IRFB4212
2П912А	ТО-3		n	20			мощный n-канальный полевой транзистор 2П912 на напряжение 100В и ток до 20А
КП746(А-Г)	ТО-220		n	28	IRF3315	ТО-220	импортный полевой транзистор IRF3315 на ток до 28А
2П797Г	ТО-220		n	28	IRF540	ТО-220	импортный полевой транзистор IRF540 на ток до 28А
КП769(А-Г)	ТО-220		n	28			мощный полевой транзистор КП769 на напряжение до 100В и ток до 28А
КП150	ТО-218		n	33 34 38	IRF540NS BUZ22	TO-220, D2PAK TO-220	мощный полевой транзистор irf540 на 100В и ток 34А
КП7128А,Б	ТО-220		p	40	IRF5210	ТО-220	mosfet транзистор irf5210 на 100В и ток до 40А
КП771(А-Г)	ТО-220		n	40 42 47	IRF1310 PHB45NQ10	ТО-220 TO-247, D2PAK	отечественный полевой транзистор КП771 на 100В 40А и его импортный аналог irf1310
			n	57	STB40NF10 IRF3710	smd ТО-220	мощный полевой транзистор irf3710 на 100В 57А
			n	72	IRFP4710	ТО-247	mosfet транзистор irf4710 на 100В и ток до 72А
			n	171	IRFP4568	ТО-247	полевой тразистор irf4568 на 150В 171А
			n	290	IRFP4468	ТО-247	мощный полевой транзистор irf4468 на 100В 195А
Полевые транзисторы на напряжение до 200В:
КП402А	ТО-92		p	0. 15	BSS92	TO-92
КП508А	ТО-92		p	0.15
КП501А	ТО-92		n	0.18	BS107	TO-92
КП960В	ТО-126		p	0.2
КП959В	ТО-126		n	0.2
КП504В	ТО-92		n	0.2	BS108	ТО-92
КП403А	ТО-92		n	0.3
КП932А	ТО-220		n	0.3
КП748 (А-В)	ТО-220		n	3. 3	IRF610	ТО-220	mosfet транзистор IRF610 с напряжением до 200В и на ток до 3А
КП796В	ТО-220		p	4.1	BUZ173	TO-220
КП961А	ТО-126		n	5	IRF620	TO-220	полевой транзистор IRF620 на 200В 5А
КП965А	ТО-126		p	5
КП749 (А-Г)	ТО-220		n	5.2
КП737 (А-В)	ТО-220		n	9	IRF630	ТО-220	mosfet транзистор irf630 на ток до 9А и напряжение до 200В
КП704 (А,Б)	ТО-220		n	10			mosfet на 200В 10А
КП750 (А-В)	ТО-220		n	18	IRF640 IRFB17N20	TO-220	mosfet транзистор IRF640 (200В 18А)
КП767 (А-В)	ТО-220		n	18
КП813А1,Б1	ТО-220		n	22	BUZ30A IRFP264	TO-220 TO-247	мощный полевой транзистор irf264 на 200В 20А
КП250	ТО-218		n	30(25)	IRFB4620	TO-220
2П7145А,Б	КТ-9		n	30	IRFB31N20	TO-220	мощный полевой транзистор 2П7145 (200В 30А)
КП7177 А,Б	ТО-218		n	50(62)	IRFS4227	D2PAK	характеристики MOSFET транзистора на 200В 50А
			n	130	IRFP4668	TO-247	мощный импортный полевой транзистор irfp4668 на 200В 130А
Полевые транзисторы на напряжение до 300В:
КП960А	ТО-126		p	0. 2
КП959А	ТО-126		n	0.2
КП796Б	ТО-220		p	3.7
2П917А	ТО-3		n	5
КП768	ТО-220		n	10
КП934Б	ТО-3		n	10
КП7178А	ТО-218 ТО-3		n	40
Полевые транзисторы до 400В:
КП502А	ТО-92		n	0.12
КП511А,Б	ТО-92		n	0. 14
КП733А	ТО-220		n	1.5
КП731 (А-В)	ТО-220		n	2	IRF710	ТО-220	mosfet транзистор IRF710
КП751 (А-В)	ТО-220		n	3.3	BUZ76 IRF720	ТО-220 TO-220	mosfet транзистор IRF720, характеристики
КП931 В	ТО-220		n	5	IRF734	ТО-220	mosfet транзистор IRF734
КП768	ТО-220		n	5.5	IRF730	ТО-220	mosfet транзистор IRF730
КП707А1	ТО-220		n	6
КП809Б	ТО-218 ТО-3		n	9. 6
КП934А	ТО-3		n	10	IRF740	ТО-220	mosfet транзистор IRF740
КП350	ТО-218		n	14	BUZ61	TO-220	mosfet транзистор BUZ61
2П926 А,Б	ТО-3		n	16.5
			n	18.4	STW18NB40	TO-247	импортный полевой транзистор на 400В 18А
КП707А	ТО-3		n	25	IRFP360	TO-247	mosfet на 400В 25А
Полевые транзисторы на напряжение до 500В:
КП780 (А-В)	ТО-220		n	2. 5	IRF820	ТО-220	mosfet транзистор IRF820
КП770	ТО-220		n	8	IRF840	TO-220	mosfet транзистор IRF840
КП809Б,Б1	ТО-218 ТО-3		n	9.6	2SK1162	ТО-3Р	mosfet транзистор 2SK1162
КП450	ТО-218		n	12	IRFP450	TO-247	мощный полевой транзистор 500В 14А
КП7182А	ТО-218		n	20	IRFP460	ТО-247
КП460	ТО-218		n	20(23)	IRFP22N50	TO-247	мощный полевой транзистор IRF22N50 на 500В 20А
КП7180А,Б	ТО-218 ТО-3		n	26(31)	IRFP31N50 STW30NM50	TO-247 TO-247,TO-220	мощный полевой транзистор 500В 31А
			n	32	SPW32N50	TO-247	мощный полевой транзистор на 500В 32А
			n	46	STW45NM50 IRFPS40N50	TO-247 S-247	мощный полевой транзистор на 500В 46А
Полевые транзисторы на напряжение до 600В:							Раздел: высоковольтные полевые транзисторы.
КП7129А	ТО-220		n	1.2	SPP02N60	TO-220	высоковольтный полевой транзистор SPP02N60 на 600В
КП805 (А-В)	ТО-220		n	4(3)	SPP03N60	TO-220	высоковольтный MOSFET транзистор SPP03N60, характеристики
КП709(А,Б)	ТО-220		n	4	IRFBC30	ТО-220	высоковольтный MOSFET транзистор IRFBC30, характеристики
КП707Б1	ТО-220		n	4	SPP04N60	ТО-220	мощный высоковольтный полевой транзистор SPP04N60 на 600В
КП7173А	ТО-220		n	4
КП726 (А,Б)	smd ТО-220		n	4. 5
КП931Б	ТО-220		n	5(6.2) 7	IRFBC40 SPP07N60	TO-220 TO-220	MOSFET транзистор 600В 5А
КП809В	ТО-218 ТО-3		n	9.6	IRFB9N65A	TO-220	мощный высоковольтный полевой транзистор IRFB9N65 на 600В
2П942В	ТО-3		n	10	SPP11N60	ТО-220	MOSFET транзистор 600В 10А
КП953Г	ТО-218		n	15
КП707Б	ТО-3		n	16.5	SPP20N60 SPW20N60	ТО-220 TO-247	MOSFET транзистор 600В 15А
			n	30	STW26NM60	TO-247	полевой транзистор 600В 30А
КП973Б	ТО-218		n	30	IRFP22N60 IRFP27N60	TO-247	MOSFET транзистор 600В 30А
			n	40	IRFPS40N60	S-247	MOSFET транзистор 600В 40А
			n	47	SPW47NM60 FCh57N60	TO-247	MOSFET транзистор 600В 47А
			n	60	IPW60R045	TO-247	MOSFET транзистор 600В 47А
Полевые транзисторы на напряжение до 700В:
КП707В1	ТО-220		n	3
КП728 (Г1-С1)	ТО-220		n	3. 3
КП810 (А-В)	ТО-218		n	7
КП809Е	ТО-218 ТО-3		n	9.6			мощный высоковольтный полевой транзистор на 700В
2П942Б	ТО-3		n	10			MOSFET транзистор 700В 10А
КП707В	ТО-3		n	12.5			мощный полевой транзистор 700В 12А
КП953В	ТО-218		n	15			MOSFET транзистор 700В 15А
КП973А	ТО-218		n	30 39	IPW60R075	TO-247	полевой транзистор (IRF) 650В 25А
			n	60	IPW60R045	TO-247	полевой транзистор (IRF) 650В 38А
Полевые транзисторы на напряжение до 800В:
			n	1. 5	BUZ78 IRFBE20	ТО-220 TO-220	высоковольтный MOSFET транзистор IRFBE20, характеристики
КП931А	ТО-220		n	5	IRFBE30	ТО-220	высоковольтный MOSFET транзистор IRFBE30, характеристики
КП705Б,В	ТО-3		n	5.4	SPP06N80	ТО-220	высоковольтный MOSFET транзистор SPP06N80, характеристики
КП809Д	ТО-218 ТО-3		n	9.6	STP10NK80	TO-220	мощный полевой транзистор 800В 10А
2П942А	ТО-3		n	10	STP12NK80	TO-247	MOSFET транзистор 800В 10А
КП7184А	ТО-218		n	15	SPP17N80	ТО-220	мощный полевой транзистор 800В 15А
КП953А,Б,Д	ТО-218		n	15			MOSFET транзистор 800В 15А
КП971Б	ТО-218		n	25(55)	SPW55N80	TO-247	MOSFET транзистор 800В 25А
MOSFET транзисторы на напряжение до 900-1000В:
2П803А,Б			n	4. 5(3.1)	IRFBG30	TO-220	высоковольтный полевой транзистор IRFG30 на 900В
КП705А	ТО-3		n	5.4(8)	IRFPG50 2SK1120	TO-247 TO-218	мощный высоковольтный полевой транзистор 2SK1120 на 1000В
КП971А	ТО-218		n	25(36)	IPW90R120	TO-247	высоковольтный mosfet 900В 30А

Как подобрать аналог полевого транзистора?

Сразу оговоримся, что речь пойдет о подборе аналогов N-канальных, “logic-level”, полевых транзисторов которые можно встретить в цепях питания на материнских платах и видеокартах. Logic-level, в данном случае, означает, что речь идет о приборах которые управляются, т.е. способны полностью открывать переход Drain to Source, при приложении с затвору относительно небольшого, до 5 вольт, напряжения.

Как может выглядеть полевый транзистор

Как правило на место прибора в корпусе D²PAK без проблем ставиться аналогичный но в корпусе DPAK.

При определенной сноровке можно на посадочное место под DPAK “раскорячить” D²PAK, хотя выглядеть будет не эстетично.

LFPAK естественно без проблем меняется на SO-8 с одним N-канальным транзистором, и наоборот.

В остальных случаях необходимо подбирать прибор в полностью аналогичном корпусе.

Где может использоваться полевый транзистор

Выше мы договорись что рассматриваем только подсистему питания, посему вариантов немного:

Импульсный преобразователь напряжения.
Линейный стабилизатор напряжения.
Ключ в цепях коммутации напряжения.

Система маркировки полевых транзисторов

Рассмотрим оную на примере. Пускай, у нас есть 20N03. Это означает, что он рассчитан на напряжение (Vds) ~30V и ток (Id) ~20A. Буковка N означает, что это N-канальный транзистор. Но из любого правила есть исключения, так, например, фирма Infineon указывает в маркировке полевика Rds, а не максимальный ток.

Примеры:

IPP15N03L - Infineon OptiMOS N-channel MOSFET Vds=30V Rds=12.6mΩ Id=42A TO220
IPB15N03L - Infineon OptiMOS N-channel MOSFET Vds=30V Rds=12.6mΩ Id=42A TO263(D²PAK)
SPI80N03S2L-05 - Infineon OptiMOS N-channel MOSFET Vds=30V Rds=5.2mΩ Id=80A TO262
NTD40N03R - On Semi Power MOSFET 45 Amps, 25 Volts Rds=12.6mΩ
STD10PF06 - ST STripFET™ II Power P-channel MOSFET 60V 0.18Ω  10A IPAK/DPAK

Итак, в случае маркировки XXYZZ мы можем утверждать, что XX – или Rds, или Id Y – тип канала ZZ – Vds

Основные характеристики N-канального полевого транзистора

В общем различных параметров важных, и не очень, у полевых транзисторов много. Мы подойдем к вопросу с прикладной точки зрения и ограничимся рассмотрением необходимых нам практически параметров.

Vds – Drain to Source Voltage – максимальное напряжение сток-исток.
Vgs – Gate to Source Voltage – максимальное напряжение затвор-исток.
Id – Drain Current – максимальный ток стока.
Vgs(th) – Gate to Source Threshold Voltage – пороговое напряжение затвор-исток при котором начинает открываться переход сток-исток.
Rds(on) – Drain to Source On Resistance – сопротивление перехода сток-исток в открытом состоянии.
Q(tot) – Total Gate Charge – полный заряд затвора.

Хочу обратить внимание что параметр Rds(on) может указываться при разных напряжениях затвор-исток, как правило это 10 и 4.5 вольта, это важная особенность которую нужно обязательно учитывать.

Степень критичности параметров в разных применениях

	Vds	Vgs	Id	Vgs(th)	Rds(on)	Q(tot)
Импульсный преобразователь	критично	критично	критично	неважно	критично	обратить внимание
Линейный стабилизатор	критично	критично	обратить внимание	обратить внимание	не имеет значения	не имеет значения
Ключ	критично	критично	обратить внимание	неважно	обратить внимание	не имеет значения

Vds, Vgs – параметры всегда учитываемые, т. к. если если их превысить транзистор выходит из строя. Должен быть больше либо равен аналогичному параметру заменяемого прибора. В случае работы в импульсном преобразователе не стоит использовать приборы с запасом по рабочему напряжению более чем в 2-2.5 раза, т.к. приборы с большим рабочим напряжением, как правило, имеют худшие скоростные характеристики.

Id – параметр важный только в импульсном преобразователе, т.к. в остальных случаях ток крайне редко превышает 10% от номинального даже не слишком мощных приборов. Должен быть больше либо равен аналогичному параметру заменяемого прибора в случае с импульсным преобразователем, и быть не меньше 10 ампер в остальных случаях.

Vgs(th) – имеет, некоторое, значение при работе в линейном стабилизаторе, т.к. только там транзистор работает в активном, а не ключевом, режиме. Хотя практически logic-level полевых транзисторов которые могут не подойти по этому параметру не выпускается. Данный параметр критичен для линейных стабилизаторов, где в качестве управляющего элемента используется TL431 с питанием от +5В (к примеру, такая схема часто используется в линейных стабилизаторах напряжения на видеокартах)

Rds(on) – от этого параметра прямо-пропорционально зависит нагрев транзистора работающего в ключевом режиме, при прохождении тока через открытый канал. В данном случае чем меньше – тем лучше. ВНИМАНИЕ не следует забывать что защита от токовой перегрузки и КЗ ШИМ серий HIP63** и некоторых других исползует Rds(on) нижнего ключей (те что с дросселя на землю) в качестве датчика тока-зачителное его изменение изменит ток защиты и либо защита по току-будет работать раньше чем надо-результат просадки питания на пиках нагрузки-либо ток КЗ столь велик что убьет ключи раньше чем мама отключит БП снятием PW-ON поэтому строго говоря надо еще и Risen у шимки поменять(но это никто обычно не делает!)

Q(tot) – влияет на время перезаряда затвора, и соотвественно способно затягивать открытия и закрытия транзистора. Опять же чем меньше – тем лучше.

Добавил doomnik.

Документ от Fairchild Selection of MOSFETs in Switch Mode DC-DC Converters – рекомендации по подбору (а значит и замене) MOSFETs.

Каталог транзисторов с параметрами — MOREREMONTA

Здесь можно скачать документацию в pdf на отечественные и импортные компоненты. На большинство элементов приведено подробное описание с графиками.

Каждому компоненту соответствует свой pdf- файл с описанием. Часть справочников создана сканированием, а что-то взято с сайтов производителей.

Краткое содержание справочников по электронике.

В приведенных выше электронных справочниках содержится информация (при условии, что она присутствовала в отсканированном первоисточнике), которую невозможно получить из скупых табличных данных. Эти данные могут быть полезны при ремонте бытовой техники и для подбора подходящего аналога. Чтоб скачать соответствующий pdf — файл с документацией на выбранный компонент, необходимо кликнуть по ярлыку pdf в таблице.

Справочник smd транзисторов.

Этот справочник по транзисторам отечественным для поверхностного монтажа составлен из выпускавшихся во времена СССР типов. Хотя отечественные smd транзисторы встречаются в магазинах.

Справочник транзисторов маломощных биполярных.

В справочник вошли транзисторы с максимальным током не более 400ма, не предназначенные для работы с теплоотводом. Чаще всего это высокочастотные транзисторы.

Справочник отечественных транзисторов биполярных средней мощности.

В нем приведены справочные данные транзисторов серий КТ601 -КТ698, КТ902-КТ978 и КТ6102-КТ6117.

Справочник по отечественным мощным транзисторам.

В справочники по транзисторам кт. включена подробная сканированная документация с графиками на биполярные отечественные транзисторы и даташиты на их импортные аналоги. Кроме популярных и широко распространенных транзисторов (КТ502, КТ503, КТ805, КТ814, КТ815, КТ816, КТ817, КТ818, КТ819, КТ837 и проч.), приведены и новые транзисторы, ими справочник дополнен с сайтов производителей. В таблице кратких справочных данных приведены тип проводимости транзистора, значение максимального допустимого постоянного тока, предельного напряжения коллектор — эмиттер и максимальный возможный коэффициент усиления в схеме с общим эмиттером. В pdf документации описана типичная область применения транзисторов в бытовой и промышленной технике. Для маломощных транзисторов кт. где используется цветовая или символьная маркировка, приведена расшифровка. Для мощных транзисторов приведены графики зависимости коэффициента усиления от тока коллектора ( h31 э может изменяться на порядок), зависимость напряжения насыщения от тока (что важно для расчета тепловых потерь), область безопасной работы и зависимость допустимой рассеиваемой мощности от температуры корпуса. Составные транзисторы (например, КТ829) в справочнике выделены цветом. Их также можно найти по коэффициенту усиления, он, как правило, больше 500.

Справочник по импортным мощным транзисторам.

Приборы расположены в порядке возрастания напряжения и тока с целью упростить подбор транзисторов по параметрам, поиск аналогов, близких по характеристикам транзисторов и комплементарных пар.

Справочник по отечественным полевым транзисторам.

В кратком описании приведены тип проводимости транзистора, значение максимального допустимого постоянного тока, предельного напряжения сток — исток и сопротивление сток — исток. В справочном листе на полевой транзистор описана типичная область применения. Приведено пороговое напряжение затвора для MOSFET (напряжение отсечки для транзисторов с неизолированным затвором). На некоторые приборы приведены графики допустимой мощности рассеивания в зависимости от температуры корпуса и другие характеристики. Приборы упорядочены по наименованию, приведены импортные аналоги и производители. Этот справочник подходит для уточнения характеристик и поиска аналогов известного транзистора.

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.

Справочник IGBT транзисторов.

В этом справочнике IGBT транзисторы рассортированы в порядке возрастания максимального допустимого тока, дано падение напряжения на транзисторе при этом токе. Причем ток указан при температуре корпуса 100ºС, что чаще всего соответствует реальным рабочим условиям эксплуатации транзисторов (некоторые производители лукавят, указывая ток IGBT транзистора при температуре 25ºС, что на практике недостижимо, а при разогреве допустимый ток может уменьшиться вдвое). Также приведен тип корпуса и указаны важные особенности (тип прибора по рабочей частоте и наличие обратного диода). Приведены MOSFET транзисторы с близкими характеристиками (в некоторых случаях они могут быть заменой IGBT). В IGBT справочник включены транзисторы из прайсов интернет-магазинов.

Справочник выпрямительных и высоковольтных диодов.

В справочниках приведены тип корпуса, основные электрические характеристики, предельные параметры и температурные характеристики. В справочнике по диодам выпрямительным приведены ВАХ (вольт-амперная характеристика) диодов и графики изменения параметров в зависимости от температуры. Кроме того, перечислены современные отечественные производители диодов с ссылками на соответствующий раздел сайта производителя.

Справочник импортных и отечественных диодов Шоттки.

В справочнике диодов Шоттки компоненты упорядочены по напряжению и току, что удобно для выбора диода по параметрам и подбора аналогов. Приведены типы корпусов, даны ссылки на сайты отечественных производителей.

Справочник по радиолампам отечественным.

В справочнике по радиолампам приведены подробные характеристики распространенных электронных ламп: диодов, триодов, тетродов и пентодов.

Справочник тиристоров отечественных.

В справочнике по тиристорам и симисторам (симметричным тиристорам) приведены вид корпуса, основные электрические характеристики и предельные эксплуатационные параметры. На графиках приведена зависимость допустимого тока в открытом состоянии от температуры и зависимость допустимого напряжения в закрытом состоянии от температуры. Описана область применения тиристоров. Дана максимальная допустимая рассеиваемая мощность.

Справочник стабилитронов отечественных.

В документации по стабилитронам и стабисторам приведена цветовая маркировка компонентов, разброс напряжений стабилизации при разных температурах, графики изменения дифференциального сопротивления, допустимая рассеиваемая мощность и пр. Стабилитроны в справочнике разбиты на функциональные группы.

Отечественные постоянные резисторы. Справочник.

В справочных данных по постоянным резисторам приведена зависимость допустимой рассеиваемой мощности от температуры, габариты, область применения. Резисторы разбиты на группы по назначению (общего применения, прецизионные, высоковольтные, нагрузочные). Если какой-либо тип резисторов справочник и не охватил, то документацию по нему можно найти на сайтах производителей резисторов (пройдя по ссылке). Для некоторых типов указаны импортные аналоги резисторов. Калькулятор цветовой маркировки резисторов.

Отечественные переменные резисторы. Справочник.

Для переменных резисторов в справочнике приведен внешний вид, указаны размеры, мощность, тип характеристики, предельное рабочее напряжение, износоустойчивость. Для резисторов с выключателем приведены данные по контактам выключателя. Описаны переменные резисторы типов СП-хх и РП-хх.

Справочник конденсаторов электролитических, керамических и металлопленочных.

В справочных данных по конденсаторам указаны область применения, типоразмеры, графики зависимости эквивалентного последовательного сопротивления от температуры и частоты, зависимости допустимого импульсного тока от частоты, время наработки, тангенс угла потерь и другие характеристики.

Отечественные операционные усилители. Справочник.

В справочниках по отечественным операционным усилителям указаны типовая схема включения, электрические и частотные характеристики, допустимая рассеиваемая мощность. На операционники К140УД17, К140УД18, К140УД20, К140УД22, К140УД23, К140УД24, К140УД25, К140УД26, сдвоенные и счетверенные ОУ серий К1401УД1 — К1401УД6, микросхемы для звуковой аппаратуры К157 и широкополосные усилители К574 приведена весьма подробная информация: цоколевка, импортный аналог, внутренняя схема операционного усилителя, графики, характеристики, схемы балансировки, включения в качестве инвертирующего и неинвертирующего усилителя — в общем, не хуже импортных datasheets . Операционные усилители в справочнике расположены в алфавитном порядке. В таблице приведено краткое описание, а подробные характеристики содержатся в pdf файле.

Справочник стабилизаторов напряжения интегральных.

В справочнике по параметрическим стабилизаторам напряжения приведены подробные параметры и характеристики, цоколевка, типовые электрические схемы включения микросхем.

КМОП цифровые микросхемы. Справочник.

В справочнике по цифровым микросхемам (микросхемы серий К561, К176, К1561, 564) приведены статические и динамические электрические характеристики (допустимое напряжение питания, ток потребления, входной ток, максимальный допустимый выходной ток, задержка распространения сигнала, максимальная рабочая частота). В справочнике описана внутренняя структурная схема и логика работы. Для некоторых микросхем даны временные диаграммы работы.

Справочник по ШИМ-контроллерам для источников питания.

Представлены микросхемы ШИМ контроллеров для импульсных источников питания

Справочник по отечественным реле.

В документации по реле приведены паспорта, конструктивные данные и электрические схемы, сопротивление обмотки, износостойкость, режимы коммутации и другие параметры.

Справочник по разъемам низкочастотным.

Даташиты на электрические соединители взята с сайтов производителей (ссылка на них здесь же) и сведена воедино. В справочнике по разъемам в таблице для начала представлены основные параметры разъемов — количество контактов, максимальный допустимый ток на контакт и максимальное напряжение. Подробная информация о конкретном разъеме в справочнике (габаритные размеры, сопротивление контактов, количество контактов разного сечения в одном разъеме, маркировка и т.д.) содержится в datasheet. В справочник вошли как силовые разъемы на токи до 200 А (типа 2РТТ, ШР), так и электрические соединители для подключения слабых сигналов.

Отечественные оптроны. Справочник.

В справочнике по отечественным оптопарам описан принцип действия, основные характеристики и применение диодных, транзисторных, транзисторных оптронов с составными транзисторами на выходе (по схеме Дарлингтона) и тиристорных оптронов. Указан отечественный производитель микросхем. В datasheet на компоненты приведена цоколевка, внутренняя схема, зависимости параметров, коэффициент усиления и напряжение гальваноразвязки.

Справочник по светодиодам отечественным

В справочнике по отечественным светодиодам на первой странице приведены основные параметры светодиодов: номинальный ток светодиода, напряжение светодиодов при номинальном токе и разброс значения силы света для каждого типа приборов. Более подробные характеристики приведены в pdf. Указан отечественный производитель. В самих datasheet приведены подробные характеристики для каждого прибора. Данные взяты с сайтов предприятий, занимающихся производством светодиодов.

Импортные диодные мосты. Справочник.

В справочнике по импортным диодным мостам приведены однофазные и трехфазные мосты. Однофазные мосты собраны с характеристиками по напряжению от 50 до 1200 вольт и токами от 0.5 до 50 ампер. Корпусное исполнение: для поверхностного монтажа, выводного исполнения для пайки в плату и для внешнего монтажа. Трехфазные диодные мосты представлены приборами на токи от 20 до 110 ампер и на напряжение от 50 до 1600В. Для удобства выбора в справочник включены фото диодных мостов. Отдельный раздел посвящен диодным мостам для генераторов отечественных авто (преимущественно семейства ВАЗ, начиная “Копейкой” и заканчивая “Приорой”). В datasheet от украинского производителя “ВТН” описана применяемость, совместимость с разными типами генераторов, приведены технические характеристики, электрическая схема, габаритный чертеж и фотографии.

В справочнике приведены описания, характеристики и даташиты более 100 000 транзисторов

Подбор биполярного транзистора по параметрам. Поиск аналогов

Сейчас в справочнике описаны 118158 транзисторов.

Наш каталог компонентов содержит технические описания и фильтры по параметрам на почти 1.5 млн компонентов.

Просто выберите нужный раздел каталога. Отобразится специальный фильтр подходящих параметров, отмечая соответствующие галочки вы сузите список до подходящих наименований.

Как выбрать драйвер для MOSFET (пример расчета по параметрам)

MOSFET – полевой транзистор с изолированным затвором (МДП – транзистор), затвор которого отделён от канала тонким слоем диэлектрика (обычно двуокись кремния SiO2).

Управление затвором полевого транзистора — важный аспект в разработке любого современного электронного устройства. Например, когда в импульсном преобразователе используется только нижний силовой ключ, и решение принято в пользу использования индивидуального драйвера в виде специализированной микросхемы, необходимо решить задачу подбора подходящего драйвера, чтобы он смог удовлетворить следующим условиям.

Во-первых, драйвер должен будет обеспечить надежное открывание и закрывание выбранного ключа. Во-вторых, необходимо соблюсти требования относительно адекватной длительности переднего и заднего фронтов при коммутации. В-третьих, драйвер сам не должен перегружаться работая в схеме.

На данном этапе целесообразно начать с анализа данных из документации на полевой транзистор, и уже исходя из них определить, какими должны быть характеристики драйвера. После этого останется выбрать конкретную микросхему драйвера из предлагаемых на рынке.

Амплитуда управляющего напряжения — 12 вольт

В datasheet на полевой транзистор есть параметр Vgs(th) — это минимальное напряжение между затвором и истоком, при котором транзистор уже начнет потихонечку открываться. Обычно его величина находится в пределах 4 вольт.

Далее, когда напряжение на затворе поднимется примерно до 6 вольт, себя обязательно проявит такое явление как «плато Миллера», заключающееся в том, что в процессе открывания транзистора, из-за индуцированного воздействия падающего напряжения на стоке, емкость затвор-исток временно как бы увеличится, и хотя затвор продолжит получать заряд от драйвера, напряжение на нем относительно истока в течение какого-то времени дальше не повысится.

Однако после преодоления плато Миллера напряжение на затворе продолжит линейно нарастать, и ток стока линейно достигнет своего максимума как раз к тому моменту, когда напряжение на затворе составит примерно 7-8 вольт.

Поскольку процесс заряда любой емкости протекает по экспоненте, то есть в конце он всегда замедляется, то для более скорого заряда затвора, чтобы не затягивать процесс открывания транзистора, выходное напряжение драйвера Uупр принимают равным 12 вольт. Тогда 7-8 вольт — это будет как раз 63% от амплитуды, до которых напряжение будет расти почти линейно в течение времени равного 3*R*Ciss, где Ciss – текущая емкость затвора, а R – сопротивление на участке затвор-исток.

Полный заряд затвора Qg

Когда напряжение драйвера выбрано, в расчет принимают полный заряд затвора Qg. Это место компромисса между пиковым током драйвера Iмакс и временем открывания транзистора Tвкл. Сначала узнают полный заряд затвора Qg, который драйвер должен будет передавать затвору в начале каждого рабочего цикла ключа, а в завершении каждого цикла — снимать с затвора.

Полный заряд затвора найдем по графику из datasheet, где в зависимости от напряжения, которое изначально предполагается на стоке, Qg при 12 вольтах Uупр будет разным.

За какое время должен полностью заряжаться затвор — это на самом деле зависит или от того, какой длительности необходимо получить фронт открытия силового транзистора, или от того, какой имеется в распоряжении драйвер. Выбираемый драйвер должен будет иметь подходящие параметры Rise Time и Fall Time.

Но поскольку мы решили, что будем выбирать драйвер исходя в первую очередь из потребностей разрабатываемой схемы, то начинать расчет будем именно со времени, за которое транзистор должен будет полностью открыться (или закрыться). Разделим заряд затвора Qg на величину требуемого времени открытия (или закрытия) ключа Tвкл(выкл) – получим средний ток, выходящий из драйвера, проходящий через затвор:

Iср=Qg/Tвкл.

Пиковый ток драйвера Iмакс

Так как в целом процесс заряда затвора протекает практически равномерно, то можно считать, что выходной ток драйвера снизится почти до нуля к моменту полного заряда затвора (до напряжения Uупр). Следовательно примем пиковый ток драйвера Iмакс равным удвоенному значению среднего тока: Iмакс=Iср*2, тогда драйвер точно не перегорит от перегрузки по выходному току. В итоге выбираем драйвер исходя из Iмакс и Uупр.

Если же драйвер уже имеется в нашем распоряжении, а Iмакс получился больше, чем пиковый ток драйвера. Просто разделим амплитуду управляющего напряжения Uупр на значение максимального тока Iмакс.драйвера.

По закону Ома получим значение минимального сопротивления, которое необходимо иметь в цепи затвора, чтобы ограничить ток заряда затвора величиной заявленного в datasheet пикового тока для имеющегося драйвера:

Rgate=Uупр/Iмакс.драйвера

В datasheet бывает указано значение Rg – сопротивление участка затвор-исток. Его важно учесть, и если этой величины окажется достаточно, то тогда и внешнего резистора не нужно. Если же нужно еще более ограничить ток — придется добавить еще и внешний резистор. Когда добавлен внешний резистор, это скажется на времени открывания ключа.

Увеличенный параметр R*Ciss не должен привести к превышению желательной длительности переднего фронта, поэтому данный параметр необходимо вычислить.

Что касается процесса запирания ключа, то здесь расчеты ведутся аналогично. Если же необходимо чтобы длительности переднего и заднего фронтов управляющих импульсов отличались между собой, то можно поставить раздельные RD-цепочки на заряд и на разряд затвора, чтобы получить различные постоянные времени для начала и для завершения каждого рабочего цикла. Опять же важно помнить что выбираемый драйвер должен будет иметь подходящие параметры минимальных Rise Time и Fall Time, которые обязаны оказаться меньше требуемых.

Ранее ЭлектроВести писали, что в Австралии разработали металл-воздушный транзистор без полупроводников.

По материалам: electrik.info.

Силовые MOSFET и AGBT транзисторы в сварочных инверторах, Краснодар, Белецкий А. И.

Первая часть статьи. Лабиринты цепей сварочных инверторов.

Прибор для проверки и подбора полевых с N каналом и IGBT транзисторов.

С самого начала этой темы скажу, что без визуального представления работы транзисторов, никакие книги не дадут понимания. Нужно своими глазами, по измерительному прибору, увидеть работу и поведение разных типов транзисторов. Только тогда можно правильно сориентироваться в этой массе полупроводниковых приборов, имеющихся на рынке. После этого вы будете смотреть на мир другими глазами. Прибор лучше стрелочный. Он более наглядно дает представление о различии транзисторов, по углу отклонения стрелки, особенно разных типов. Схема одного из таких приборов для проверки и подбора силовых MOSFET и AGBT транзисторов приведена по ссылке в верху.

А теперь о самих транзисторах. Начну с шока для могих. Транзисторы MOSFET можно заменять на AGBT и на оборот. Имеется в виду все, на все. В некоторых случаях даже с явным улучшением параметров. При замене надо подкорректировать снабберные цепочки.

В схему смело можно ставить любые силовые транзисторы, расчитанные для применения в сварочных инверторах, часто с коррекцией снабберных цепей.

Чтобы видеть, как корректировать снабберные элементы, необходим предложенный прибор. По шкале прибора смотрим разность угла отклонения стрелки, в процентном соотношении, и на столько корректируем снабберы. Например. В AGBT транзисторах FGH60N60, стрелка, при измерении емкости транзистора, отклонилась на 60 делений, а в AGBT транзисторах FGh50N60 на 40 делений. Значит, при установке последних, нужно уменьшить конденсаторы на 30%. А при максимальном рбочем токе 20-30 А., если транзисторы стоят парами, ток что 80А, что 120А на результат не повлияет. Зато FGh50N60 гораздо быстрее, у них заметно меньшие потери на коммутационные процессы. Здесь главное теплоотвод. Вместо термо резины лучше поставить тонкие слюдяные прокладки на термопасту с обеих сторон. Часто бывают плохие резьбы в прижимных болтах. Обязательно, при обкручивании болта, засверлить и перерезать резьбу большего диаметра и хорошо прижать транзисторы к радиатору. Выдуть всю пыль и очистить радиаторы и вентилятор до блеска.

Отдельным параграфом нужно выделить подбор идентичных транзисторов по параметрам. Пять минут непосильного труда, добавляет не меньше 20% мощности инвертора. А с таким качеством транзисторов как в Харьковском Космодроме, то и все 40%. Часто бывает, что из 10 транзисторов можно подобрать только пару, а нужно минимум четыре. Сильно плавают емкости и напряжения открытия. Как раз самые важные параметры.

Теперь о целесообразности замены MOSFET транзисторов на AGBT и на оборот.

AGBT транзисторы более высоковольтные, при напряжении насыщения около 2 Вольт. Это единственное их преимущество перед полевыми.

Недостатки.

AGBT транзисторы имеют напряжение насыщения эмиттер – коллекторного перехода, минимум 2 Вольта. Это значит.

1. Они не могут коммутировать напряжения меньше 2 Вольт.

2. Очень не эффективны при коммутации малых напряжений. Например, при коммутации напряжения уровнем 4 Вольта, КПД = 50%

3. При параллельном соединении, потери увеличиваются в два раза. Например. При коммутационном токе 40А рассеиваемая мощность от паразитного напряжения насыщения будет = 80Ватт на каждый транзистор. Поэтому, IGBT транзисторы логино применять при больших токах. Чем больше коммутирующий ток, тем выгоднее эти транзисторы.

При коммутационном токе 20А рассеиваемая мощность от паразитного напряжения насыщения, будет = 40Ватт на каждый транзистор.

MOSFET транзисторы. Это полевые транзисторы с изолированным затвором. Чем они выделяются.

1. Приемлемо малым сопротивлением открытого перехода (около 0,2 Ом), правда, это при допустимых напряжениях СИ до 500В. Свыше 500В параметры стремительно ухудшаются. Этот участок напряжений для AGBT приборов.

2. Могут коммутировать очень малые напряжения. Чем меньше напряжение коммутации, тем меньше потери транзистора.

3. У большинства полевиков заметно лучше скоростные характеристики и меньшие коммутационные потери.

4. При параллельном соединении общее сопротивление открытого перехода уменьшается в два раза. Как и при параллельном соединении резисторов. Например. При коммутационном токе 40А падение напряжения на сопротивлении 0,2 Ом, будет равно 8В. 8В*40=320Ватт. Но, при параллельном соединении двух транзисторов, на них будет выделяться уже только 160Ватт.

При коммутационном токе 20А падение напряжения на сопротивлении 0,2 Ом, будет равно 4В. 4В*20=80Ватт. Но, при параллельном соединении двух транзисторов, на них будет выделяться уже только 40Ватт. А при AGBT варианте, при параллельном их соединении, будет 80Ватт.

Вот так, при достаточно серьезных рабочих токах (это, при напряжении 150В и токе 20А, мощность будет 3КВт) на ровном месте, MOSFET транзисторы в разы опережают AGBT.

Вывод. В случаях, когда инверторные сварки не используются для резки металла, особенно для электродов диаметром 3мм, AGBT транзисторы можно менять на MOSFETы. Также, такую замену, можно делать, если параллельно соединены три и более транзистора. И на оборот. Если большие токи и тяжелые сварочные режимы, напряженние питания скачет выше 220В, ставим IGBT.

Ну и последний нюанс. После таких замен и коррекций соответствующих цепей, при первом запуске, нужно подавать питающее напряжение с нуля. Плавно, с медленным нарастанием и постоянным контролем осциллографом амплитуды и формы напряжений на затворах и коллекторах (стоках).

При появлении малейших искажений сигнала, нужно все выключать проверять и пересчитывать, иначе будет бах. Часто бывает, что кроме силовых элементов вылетают и задающие. При этом, стают не понятны причины искажений формы сигналов, что влечет эти изменения – замена силовых транзисторов, или выход из строя задающих элементов.

Удачи в ремонте.

С ув. Белецкий А. И. 06.01.2014г. Кубань Краснодар.

Рефлекторные датчики | Фотоэлектрические рефлекторные датчики

Оборудование

‘GLV18-55-G/73/120’ добавлен в Избранное.

The product ‘GLV18-55-G/73/120’ is already on your watch list.

Retroreflective sensor for glass detection, M18 threaded housing design, plastic housing, front optical face, 2.5 m detection range, red light, light/dark on, DC version, 2 PNP outputs, M12 plug, Efficient Line in a short M18 plastic housing for standard applications, Two devices in one: choice of either clear object detection or retroreflective operating mode with a large detection range, 4 LEDs indicator for 360° visibilityfa

‘GLV18-55-S/73/120’ добавлен в Избранное.

The product ‘GLV18-55-S/73/120’ is already on your watch list.

Retroreflective sensor with polarization filter, M18 threaded housing design, plastic housing, side optical face, 3.5 m detection range, red light, light/dark on, DC version, 2 PNP outputs, M12 plug, Efficient Line in a short M18 plastic housing for standard applications, Very high detection range, 4 LEDs indicator for 360° visibility, Optimized potentiometer design for a clear control button layout in the application, Sidelookerversionfa

‘GLV18-55/115/120’ добавлен в Избранное.

The product ‘GLV18-55/115/120’ is already on your watch list.

Retroreflective sensor with polarization filter, M18 threaded housing design, plastic housing, front optical face, 4 m detection range, red light, light/dark on, DC version, 2 PNP outputs, fixed cable, Efficient Line in a short M18 plastic housing for standard applications, Very high detection range, 4 LEDs indicator for 360° visibility, Optimized potentiometer design for a clear control button layout in the application, Version with front optical facefa

‘GLV18-55/73/120’ добавлен в Избранное.

The product ‘GLV18-55/73/120’ is already on your watch list.

Retroreflective sensor with polarization filter, Efficient Line in a short M18 plastic housing for standard applications, Very high detection range, 4 LEDs indicator for 360° visibility, Optimized potentiometer design for a clear control button layout in the application, Version with front optical facefa

‘ML100-55/103/115’ добавлен в Избранное.

The product ‘ML100-55/103/115’ is already on your watch list.

Retroreflective sensor with polarization filter, plastic housing, 5 m detection range, red light, sensitivity adjuster, light/dark on, DC version, PNP output, fixed cable, Miniature design, Easy to use, Clearly visible LEDs for Power ON, switching state and weak signal indication, Full metal thread mounting, Very bright, highly visible light spotfa

‘ML100-55/103/115a’ добавлен в Избранное.

The product ‘ML100-55/103/115a’ is already on your watch list.

Retroreflective sensor with polarization filter, plastic housing, 5 m detection range, red light, sensitivity adjuster, light/dark on, DC version, PNP output, fixed cable with M8 plug, Miniature design, Easy to use, Clearly visible LEDs for Power ON, switching state and weak signal indication, Full metal thread mounting, Very bright, highly visible light spotfa

‘ML100-55/103/115b’ добавлен в Избранное.

The product ‘ML100-55/103/115b’ is already on your watch list.

Retroreflective sensor with polarization filter, plastic housing, 5 m detection range, red light, sensitivity adjuster, light/dark on, DC version, PNP output, fixed cable with M12 plug, Miniature design, Easy to use, Full metal thread mounting, Clearly visible LEDs for Power ON, switching state and weak signal indication, Not sensitive to ambient lightfa

‘ML100-55/25/103/115b/154’ добавлен в Избранное.

The product ‘ML100-55/25/103/115b/154’ is already on your watch list.

Retroreflective sensor with polarization filter, plastic housing, 5 m detection range, red light, light on, DC version, PNP output, no controls, fixed cable with M12 plug, No controls, Miniature design, Easy to use, Clearly visible LEDs for Power ON, switching state and weak signal indication, Very bright, highly visible light spotfa

‘ML100-55/25/95/103/154’ добавлен в Избранное.

The product ‘ML100-55/25/95/103/154’ is already on your watch list.

Retroreflective sensor with polarization filter, plastic housing, 5 m detection range, red light, light on, DC version, PNP output, M8 plug, No controls, Miniature design, Easy to use, Clearly visible LEDs for Power ON, switching state and weak signal indication, Very bright, highly visible light spotfa

‘ML100-55/95/103’ добавлен в Избранное.

The product ‘ML100-55/95/103’ is already on your watch list.

Retroreflective sensor with polarization filter, plastic housing, 5 m detection range, red light, sensitivity adjuster, light/dark on, DC version, PNP output, M8 plug, Miniature design, Easy to use, Very bright, highly visible light spot, Full metal thread mounting, Clearly visible LEDs for Power ON, switching state and weak signal indicationfa

Подбор по коефициенту усиления транзисторов TO-3

корпус ТО-3 Схемы испытателей биполярных транзисторов С практической точки зрения наиболее важными параметрами биполярного транзистора являются неуправляемый обратный ток его коллекторного р-п перехода IКБО и статический коэффициент передачи тока h31э. Схемы измерения этих параметров р-п-р транзисторов показаны на рис. 57. Для транзисторов структуры п-р-п полярность включения питающей батареи GB и измерительного прибора РА должна быть обратной. Обратный ток коллектора Iкбо измеряют при заданном обратном напряжении на коллекторном р-п переходе и отключенном эмиттере (рис. 57, а). Чем он меньше, тем выше качество коллекторного перехода и стабильность работы транзистора. Параметр h31э, характеризующий усилительные свойства транзистора, определяют как отношение тока коллектора Iк к вызвавшему его току базы IБ, (рис. 57, б), т. е. h3lэ ~ Iк/Iв. Чем больше численное значение этого параметра, тем больше усиление сигнала, которое может обеспечить транзистор. Для измерения этих двух основных параметров маломощных биполярных транзисторов можно рекомендовать сделать в кружке приставку к самодельному авометру, описанному выше. Схема такой приставки показана на рис. 58, а. Проверяемый транзистор V подключают выводами электродов к соответствующим зажимам «Э», «Б» и «К» приставки, соединенной (через зажимы XI, Х2 и проводники с однополюсными штепселями на концах) с миллиамперметром авометра, включенного на предел измерения «1 мА». Переключатель S2 предварительно устанавливают в положение, соответствующее структуре проверяемого транзистора. При проверке транзистора структуры п-р-п с гнездом «Общ.» авометра соединяют зажим XI приставки (как на рис. 58, а), а при проверке транзистора структуры р-п-р — зажим Х2. Установив переключатель S1 в положение «I КБО», измеряют сначала обратный ток коллекторного перехода, а затем, переведя переключатель S1 в положение «h31э», — статический коэффициент передачи тока. Отклонение стрелки прибора на всю шкалу при измерении параметра I КБ0 укажет на пробой коллекторного перехода проверяемого транзистора. Измерение параметра h31э происходит при фиксированном токе базы, ограничиваемым резистором R1 до 10 мкА. При этом транзистор открывается и в его коллекторной цепи (в том числе через миллиамперметр) течет ток, пропорциональный коэффициенту h31э. Если, например, прибор фиксирует ток 0,5 мА (500 мкА), то коэффициент h31э проверяемого транзистора будет 50 (500 : 10 = 50). Ток 1 мА (отклонение стрелки прибора до конечной отметки шкалы), следовательно, соответствует коэффициенту h31э равному 100. Если стрелка прибора зашкаливает, миллиамперметр авометра надо переключить на следующий предел измерения тока — «10 мА». В этом случае вся шкала прибора будет соответствовать коэффициенту h31э, равному 1000, а каждая десятая часть ее — 100. Резистор R2, ограничивающий ток в измерительной цепи до 3 мА, нужен для предупреждения порчи измерительного прибора из-за пробоя проверяемого транзистора. Возможная конструкция приставки показана на рис. 58, б. Для лицевой панели, размерами примерно 130X75 мм, желательно использовать листовой гетинакс или текстолит толщиной 1,5—2 мм. Зажимы «Э», «Б» и «К> для подключения выводов транзистора типа «крокодил». Переключатель вида измерений S1 — тумблер ТП2-1, структуры транзистора S2 — ТП1-2. Батарею питания GB1 — 3336Л или составленную из трех элементов 332, крепят на панели снизу, там же монтируют и ограничительные резисторы R1 и R2. Зажимы (или гнезда) для соединения приставки с авометром размещают в любом удобном месте, например на задней боковой стенке ящика. Сверху на панель наклеивают краткую инструкцию по работе с приставкой-измерителем. Проверить работоспособность и оценить усилительные свойства транзисторов средней и большой мощности можно с помощью простого прибора, схема которого приведена на рис. 59. Проверяемый транзистор V подключают к зажимам, соответствующим его электродам. При этом в коллекторную цепь транзистора оказывается включенным амперметр РА1 на ток полного отклонения стрелки 1A, а в базовую — один из резисторов R1—R4. Сопротивления резисторов подбирают с таким расчетом, чтобы ток базовой цепи транзистора можно было устанавливать равным 3, 10, 30 и 50 мА. Таким образом, проверка транзистора осуществляется при фиксированных токах в базовой цепи, устанавливаемых переключателем S1. Источником питания служат три элемента 373, соединенные последовательно, или низковольтный выпрямитель, обеспечивающий напряжение 4,5 В при токе нагрузки до 2А. Численное значение статического коэффициента передачи тока проверяемого транзистора определяют как отношение тока коллектора к вызвавшему его току базы. Например, если переключатель S1 установлен на ток базы, равный 10 мА, а амперметр PA 1 фиксирует ток 500 мА, значит, коэффициент h31э данного транзистора равен 50 (500 : 10 = 50). Конструкция такого прибора — испытателя транзисторов произвольная. Ее можно сделать как приставку к авометру, амперметр которого рассчитан на измерение постоянных токов до нескольких ампер. Производить проверку транзистора надо возможно быстрее, потому что уже при токе коллектора 250…300 мА он начинает нагреваться и тем самым вносить погрешности в результаты измерений.

Какие параметры следует учитывать при выборе полевого МОП-транзистора?

Все параметры важны в той или иной ситуации (поэтому они указаны в даташите!). В этом случае у вас есть (предположительно) цепь с медленным переключением, которая либо включена, либо выключена.

Первое, на что вы должны обратить внимание, – это напряжение привода для его включения (в случае IRF740 требуется 10 В, поэтому он не подходит для прямого логического привода). Посмотрите на номинальное напряжение. МОП-транзисторы с более высоким номинальным напряжением будут иметь тенденцию быть более дорогими и / или иметь более высокое сопротивление для тока.IRF740 рассчитан на 400 В. Если у вас есть только источник питания 12 В, так что номинала 25 В или 30 В вполне достаточно, тогда вы оставляете деньги (или кремний) на столе, используя излишне высокое номинальное напряжение, которое, вероятно, нагревается сильнее, чем какая-либо альтернатива.

Затем посмотрите на Rds (вкл.) И тепловые свойства, чтобы оценить, сколько мощности он будет рассеивать при включении (и, следовательно, если требуется радиатор и, если он требуется, какое тепловое сопротивление окружающей среде должно быть).

В случае IRF740 он имеет Rds (on) с приводом 10 В, равным 0.55 Ом, которое увеличивается, возможно, на 50% при высокой температуре перехода. Назовите его 0,83 Ом. При токе 5 А он рассеивает 20,6 Вт, что требует большого радиатора или радиатора и вентилятора.

Если вы используете полевой МОП-транзистор на 25 В, такой как PSMN0R9, вы можете управлять им с 4,5 В, и у него будет 1 м \ $ \ Omega \ $ Rds (вкл.) С приводом 10 В или 1,25 \ $ \ Omega \ $ с приводом 4,5 В (с аналогичный температурный эффект). Предполагая, что 1,9m \ $ \ Omega \ $, рассеиваемая мощность при 5A составляет менее 50 мВт, и он не нагреется даже без радиатора (так что Rds (on) на самом деле снова будет немного ниже).

Есть и другие эффекты, когда вы пытаетесь быстро переключить полевой МОП-транзистор (заряд затвора) и так далее, но вышеупомянутые, вероятно, являются параметрами, на которые вы должны сначала обратить внимание в вашем конкретном приложении.

И, конечно, есть практические соображения, такие как упаковка, стоимость и доступность, а также статус детали (активный или устаревший), если вы собираетесь в производство.

с использованием полевого МОП-транзистора модели

Использование модели диода MOSFET

Использование полевого МОП-транзистора модели

Параметр Area Calculation Method (ACM) позволяет точно контролировать моделирование диодов от основной части до истока и от основной части до стока в моделях MOSFET.Параметр модели ACM используется для выбора одной из трех различных схем моделирования массивных диодов MOSFET. В этом разделе обсуждаются параметры модели и уравнения модели, используемые для различных моделей полевых МОП-транзисторов.

Выбор моделей диодов MOSFET

Чтобы выбрать модель диода MOSFET, установите параметр ACM в операторах модели MOSFET. Если ACM = 0, объемные pn-переходы полевого МОП-транзистора моделируются в стиле SPICE. Модель диода ACM = 1 является оригинальной моделью ASPEC. Параметр модели ACM = 2 указывает улучшенную модель диода Star-Hspice, которая основана на модели, аналогичной модели диода ASPEC MOSFET.Модель диода ACM = 3 является дальнейшим усовершенствованием Star-Hspice, которое касается емкостей общих источников и стоков и емкости истока / стока на периферии на краю затвора. Если параметр модели ACM не установлен, по умолчанию используется модель диода ACM = 0 SPICE. Модели ACM = 0 и ACM = 1 не поддерживают спецификацию HDIF. ACM = 0 не позволяет указывать LDIF. Кроме того, параметры геометрического элемента AD, AS, PD и PS не используются для модели ACM = 1.

Повышение конвергенции

Опции GMIN и GMINDC параллельны проводимости через диоды в основной части и сток-исток для анализа переходных процессов и постоянного тока соответственно.Используйте эти параметры, чтобы улучшить свойства сходимости модели диода, особенно когда модель имеет высокое сопротивление выключения. Используйте параметры RSH, RS и RD, чтобы предотвратить перегрузку диода при постоянном или переходном прямом смещении. Эти параметры также улучшают свойства сходимости модели диода.

Использование параметров модели диода MOSFET

В этом разделе описаны параметры модели диода для полевого МОП-транзистора.

Параметры модели постоянного тока

Имя (Псевдоним)	Единицы	По умолчанию	Описание
ACM		0	Методика расчета площади
JS	ампер / м2	0	Ток насыщения объемного перехода JSscaled = JS / SCALM 2 – для ACM = 1 единица измерения – ампер / м, а JSscaled = JS / SCALM.
JSW	ампер / м	0	Ток насыщения объемного перехода боковой стенки JSWscaled = JSW / SCALM.
IS	amp	1e-14	Ток насыщения объемного перехода. Для параметра ASPEC = 1 значение по умолчанию = 0.
№		1	Коэффициент выбросов
NDS		1	Коэффициент наклона обратного смещения
донгов	V	-1	Точка перехода обратного тока диода

Использование параметров модели емкости

Имя (Псевдоним)	Единицы	По умолчанию	Описание
CBD	F	0	Емкость перехода сток-сток при нулевом смещении.Используется только когда CJ и CJSW равны 0.
CBS	F	0	Емкость перехода между объемным источником и нулевым смещением. Используется только когда CJ и CJSW равны 0.
CJ (CDB, CSB, CJA)	Ф / м2	579,11 мкФ / м2	Емкость объемного перехода при нулевом смещении: CJscaled = CJ / SCALM 2 Для ACM = 1 единицей измерения является Ф / м и CJscaled = CJ / SCALM По умолчанию для опции ASPEC = 0:
CJSW (CJP)	Ж / м	0	Емкость объемного перехода боковой стенки при нулевом смещении CJSWscaled = CJSW / SCALM По умолчанию = 0
CJGATE	Ж / м	CSJW	Емкость объемного перехода на боковой стороне затвора без смещения (только ACM = 3) CJGATEscaled = CJGATE / SCALM По умолчанию = CJSW для выпусков Star-Hspice после H9007D. По умолчанию = 0 для HSPICE выпусков H9007D и ранее, или если CJSW не указан.
FC		0,5	Коэффициент обедненной емкости прямого смещения (не используется)
MJ (EXA, EXJ, EXS, EXD)		0,5	Коэффициент классификации объемных стыков
MJSW (EXP)		0.33	Коэффициент классификации стыков объемных боковин
NSUB (DNB, NB)	1 / см 3	1.0e15	Подложка легирующая
PB (PHA, PHS, PHD)	V	0,8	Контактный потенциал объемного спая
PHP	V	ПБ	Контактный потенциал соединения с объемной стенкой
TT	с	0	Время в пути

Использование параметров модели сопротивления стока и источника

Имя (Псевдоним)	Единицы	По умолчанию	Описание
RD	Ом / кв	0.0	Слить омическое сопротивление. Этот параметр обычно представляет собой листовое сопротивление слаболегированных областей для АКМ. 1.
RDC	Ом	0,0	Дополнительное сопротивление стока за счет контактного сопротивления
LRD	Ом / м	0	Чувствительность к длине сопротивления слива.Используйте этот параметр с автоматическим выбором модели в сочетании с WRD и PRD, чтобы фактор модели для размера устройства.
WRD	Ом / м	0	Чувствительность длины сопротивления слива (используется с LRD)
PRD	Ом / м 2	0	Чувствительность продукта сопротивления дренажу (площади) (используется с LRD)
RS	Ом / кв	0.0	Омическое сопротивление источника. Этот параметр обычно представляет собой листовое сопротивление слаболегированных областей для АКМ. 1.
LRS	Ом / м	0	Чувствительность к длине сопротивления источника. Используйте этот параметр с автоматическим выбором модели в сочетании с WRS и PRS, чтобы фактор модели для размера устройства.
WRS	Ом / м	0	Чувствительность к ширине сопротивления источника (используется с LRS)
PRS	Ом / м 2	0	Чувствительность источника сопротивления продукта (площади) (используется с LRS)
RSC	Ом	0.0	Дополнительное сопротивление источника за счет контактного сопротивления
РСХ (РЛ)	Ом / кв	0,0	Сопротивление дренажной и истоковой диффузионной пластины

Использование параметров модели MOS Geometry

Имя (Псевдоним)	Единицы	По умолчанию	Описание
HDIF	м	0	Длина сильно легированной диффузии от контакта до слаболегированной области (только ACM = 2, 3) HDIFwscaled = HDIF `·` SCALM
LD (DLAT, LATD)	м		Боковая диффузия в канал от истока и стока. Если LD и XJ не указаны, LD по умолчанию = 0,0. Если LD не указан, но указан XJ, LD рассчитывается из XJ. LD по умолчанию = 0,75 `·` XJ. Только для УРОВНЯ 4, латеральная диффузия получена из LD `. ·` XJ. LDscaled = LD `·` SCALM
LDIF	м	0	Длина слаболегированной диффузии рядом с затвором (ACM = 1, 2) LDIFscaled = LDIF `·` SCALM
WMLT		1	Коэффициент уменьшения ширины диффузионного слоя
XJ	м	0	Глубина металлургического соединения XJscaled = XJ `·` SCALM
XW (WDEL, DW)	м	0	С учетом эффектов маскировки и травления XWscaled = XW `·` SCALM

Использование МОП-диода

ACM = 0

В следующем примере показаны настройки значений параметров для MOSFET-диода, разработанного с MOSFET-транзистором, который имеет длину канала 3 мкм и ширину канала 10 мкм.

Рисунок 20-11: ACM = 0 МОП-диод

Пример

Рассмотрим транзистор с:
LD = 0,5 мкм W = 10 мкм L = 3 мкм

нашей эры	площадь слива (около 80 м. 2 )
AS	площадь источника (около 80 м. 2 )
CJ	4e-4 Ф / м 2
CJSW	1e-10 Ф / м
JS	1e-8 А / м 2
JSW	1э-13 А / м
NRD	количество квадратов для сопротивления стока
NRS	количество квадратов для сопротивления источника
PD	боковая стенка водостока (около 36 мкм)
PS	боковая стенка источника (около 36 мкм)

Расчет эффективных площадей и периферий

Для ACM = 0 эффективные площади и периферия рассчитываются как:

Расчет эффективного тока насыщения

Для ACM = 0 эффективные токи насыщения МОП-диода рассчитываются как:

Ток насыщения исходного диода

Определить:

Если val> 0, то

В противном случае

Ток насыщения сливного диода

Определить:

Если val> 0, то

В противном случае

Расчет эффективных сопротивлений дренажу и источнику

Для ACM = 0 эффективное сопротивление стока и истока рассчитывается как:

Источник Сопротивление

Определить:

Если val> 0, то

В противном случае:

Сопротивление дренажу

Определить:

Если val> то

В противном случае:

Использование МОП-диода ACM = 1

Star-Hspice использует диоды типа ASPEC, когда параметр модели ACM = 1.Параметры AD, PD, AS и PS не используются, а блоки JS и CJ отличаются от диодов типа SPICE (ACM = 0).

Рисунок 20-12: ACM = 1 МОП-диод

Пример

Приведенные ниже списки представляют собой типичные настройки значений параметров для транзистора с: LD = 0,5 мкм W = 10 мкм L = 3 мкм LDIF = 0,5 мкм

CJ	1e-10 Ф / м ширины ворот
	Обратите внимание на изменение от F / m 2 (в ACM = 0) до Ф / м.
CJSW	2e-10 Ф / м ширины ворот
JS	1е-14 А / м ширины ворот
	Обратите внимание на изменение от А / м 2 (в ACM = 0) до А / м
JSW	1e-13 А / м ширины ворот
NRD	количество квадратов для сопротивления стока
NRS	количество квадратов для сопротивления источника

Расчет эффективных площадей и периферий

Для ACM = 1 эффективные площади и периферия рассчитываются следующим образом:

где:

ПРИМЕЧАНИЕ: Weff не совсем то же самое, что weff, указанное в моделях LEVEL 1, 2, 3, 6 и 13 разделов.Срок не вычитается.

Расчет эффективного тока насыщения

Для ACM = 1 эффективные токи насыщения МОП-диодов рассчитываются следующим образом:

Ток насыщения исходного диода

Определить:

Если val> 0, то

В противном случае:

Ток насыщения сливного диода

Определить:

Если val> 0, то

В противном случае

Расчет эффективных сопротивлений дренажу и источнику

Для ACM = 1 эффективное сопротивление стока и истока рассчитывается следующим образом:

Источник Сопротивление

Для UPDATE = 0,

Если UPDATE> = 1 и LDIF = 0 и также указана опция ASPEC, то:

Сопротивление дренажу

Для UPDATE = 0:

Если UPDATE> = 1 и LDIF = 0 и также указана опция ASPEC, то:

ПРИМЕЧАНИЕ: Дополнительные возможности см. На УРОВНЯХ 6 и 7.

Использование ACM = 2 МОП-диода

Star-Hspice использует МОП-диоды типа HSPICE, если указан параметр модели ACM = 2. Это позволяет использовать схему обратных вычислений, аналогичную методу ASPEC, с сохранением полной совместимости параметров модели с процедурой SPICE. Этот метод также поддерживает как легированные, так и сильнолегированные диффузии (путем установки параметров LD, LDIF и HDIF). Модули JS, JSW, CJ и CJSW, используемые в SPICE, сохраняются, что обеспечивает полную совместимость.

ACM = 2 автоматически генерирует более разумные значения параметров диодов, чем ACM = 1. Геометрия ACM = 2 может быть создана одним из двух способов:

Параметры элемента: AD, AS, PD и PS могут использоваться для паразитной генерации, если они указаны в операторе элемента. Значения опций по умолчанию для этих параметров не применимы.
Если диод должен подавляться, установите IS = 0, AD = 0 и AS = 0.

Исходный диод подавляется, если в элементе установлено AS = 0, а в модели установлено IS = 0.Этот параметр полезен для общих контактов.

Рисунок 20-13: ACM = 2 МОП-диода

Пример

Транзистор с LD = 0,07 мкм W = 10 мкм L = 2 мкм LDIF = 1 мкм HDIF = 4 мкм, типичные значения параметров диода MOSFET:

г. н.э.	Площадь слива. Значение параметра по умолчанию для AD неприменимо.
AS	Площадь источника. Значение опции по умолчанию для AS не применяется.
CJ	1e-4 Ф / м 2
CJSW	1e-10 Ф / м
JS	1e-4 А / м 2
JSW	1э-10 А / м
HDIF	Длина сильно легированного диффузионного контакта с затвором (около 2 мкм)
	HDIFeff = HDIF · WMLT · SCALM
LDIF + LD	Длина слаболегированной диффузии (около 0.4 мкм)
NRD	Количество квадратов дренажного сопротивления. Значение параметра по умолчанию для NRD не применяется.
NRS	Количество квадратов сопротивления источника. Значение параметра по умолчанию для NRS не применяется.
PD	Периферия слива, включая ширину ворот для ACM = 2.По умолчанию нет.
PS	Периферия источника, включая ширину затвора при ACM = 2. По умолчанию нет.
RD	Сопротивление (Ом / квадрат) диффузии слаболегированного стока (около 2000)
RS	Сопротивление (Ом / квадрат) диффузии слаболегированного источника (около 2000)
RSH	Сопротивление диффузионного слоя (около 35)

Расчет эффективных площадей и периферий

Для ACM = 2 эффективные площади и периферия рассчитываются как:

Если AD не указан, то

В противном случае

Если AS не указан, то

В противном случае

Если PD не указан, то

В противном случае

Если PS не указан, то

В противном случае:

где:

ПРИМЕЧАНИЕ: Weff не совсем то же самое, что Weff, указанное в разделах УРОВНЯ 1, 2, 3 и 6 модели.Срок не вычитается.

Расчет эффективных токов насыщения

Для ACM = 2 эффективные токи насыщения МОП-диода рассчитываются как:

Ток насыщения исходного диода

Определить:

Если val> 0, то

В противном случае:

Ток насыщения сливного диода

Определить:

Если val> 0, то

В противном случае:

Расчет эффективных сопротивлений дренажу и источнику

Для ACM = 2 эффективное сопротивление стока и истока рассчитывается как:

Источник Сопротивление

Если указан NRS, то

В противном случае:

Сопротивление дренажу

Если указан NRD, то

В противном случае:

Использование ACM = 3 МОП-диода

Используйте ACM = 3, чтобы правильно смоделировать МОП-диоды стековых устройств.Кроме того, параметр модели CJGATE отдельно моделирует периферийные емкости стока и истока по краю затвора. Таким образом, в расчетах PD и PS не учитывается длина периферии затвора. CJGATE по умолчанию – CJSW, который, в свою очередь, по умолчанию равен 0.

Расчеты AD, AS, PD, PS зависят от компоновки устройства, которая определяется значением параметра элемента GEO. GEO можно указать в описании элемента MOS. Может иметь следующие значения:

GEO = 0: указывает, что сток и исток устройства не используются другими устройствами (по умолчанию).

GEO = 1: указывает, что сток используется совместно с другим устройством.

GEO = 2: указывает, что источник используется совместно с другим устройством.

GEO = 3: указывает, что сток и исток используются совместно с другим устройством.

Рисунок 20-14: Составные устройства и соответствующие значения GEO

Расчет эффективных площадей и периферий

Для ACM = 3 эффективные площади и периферия рассчитываются по-разному, в зависимости от значения GEO.

Если AD не указан, то

Для GEO = 0 или 2,

Для GEO = 1 или 3,

В противном случае:

Если AS не указан, то

Для GEO = 0 или 1

Для GEO = 2 или 3,

В противном случае:

Если ПД не указан, то

Для GEO = 0 или 2,

Для GEO = 1 или 3,

В противном случае:

Если PS не указан, то

Для GEO = 0 или 1

Для GEO = 2 или 3,

В противном случае:

Weff и HDIFeff рассчитываются следующим образом:

ПРИМЕЧАНИЕ: Weff не совсем то же самое, что Weff, указанное в разделах УРОВНЯ 1, 2, 3 и 6 модели.Срок не вычитается.

Расчет эффективного тока насыщения

Модель ACM = 3 вычисляет эффективные токи насыщения МОП-диода так же, как ACM = 2.

Эффективное сопротивление дренажу и источнику

Модель ACM = 3 вычисляет эффективное сопротивление стока и истока так же, как ACM = 2.

Star-Hspice Manual – версия 2001.2 – июнь 2001

Правило

шагов: Практический метод выбора полевого МОП-транзистора

Правило 10 шагов: Практический метод выбора полевого МОП-транзистора

1.Выбор силового полевого МОП-транзистора Шаг 1: трубка P или трубка N?
Существует два типа силовых полевых МОП-транзисторов: N-канал и P-канал. В процессе проектирования системы следует выбирать трубку N или P в соответствии с конкретным применением. MOSFET с каналом P имеет меньше моделей и более высокую стоимость. Если напряжение на стороне подключения S-полюса силового полевого МОП-транзистора не является опорным заземлением системы, каналу N требуется привод с плавающим источником питания, привод трансформатора или привод начальной загрузки, а схема возбуждения является сложной; Канал P может управляться напрямую, и привод прост.

Применения каналов N и P следует рассматривать следующим образом:
(1) такие как ноутбуки, настольные компьютеры и серверы для ЦП и системы охлаждающего вентилятора, принтеры, система подачи с приводом от двигателя, пылесосы, очиститель воздуха, электрические вентиляторы, белые бытовые приборы, такие как цепь управления двигателем, система ИСПОЛЬЗУЕТ все Структура мостовой схемы, каждая труба с мостовым рычагом может использовать P, также может использовать трубку N.
(2) МОП-транзистор с возможностью горячей замены системы ввода 48 В системы связи размещен на верхнем конце, который может использовать либо трубку P, либо трубку N.
(3) Серия входных петель для ноутбуков, два полевых МОП-транзистора с обратной связью работают как антиреверсивное соединение и переключатель нагрузки. Канал N используется для управления зарядным насосом со встроенным приводом внутри микросхемы, а канал P может использоваться для прямого привода.

2. Выберите тип инкапсуляции
После определения типа канала силового полевого МОП-транзистора, вторым шагом является определение инкапсуляции. Принципы выбора герметичности следующие:
(1) Повышение температуры и тепловая конструкция являются основными требованиями при выборе упаковки
Различные размеры корпуса с различным тепловым сопротивлением и рассеиваемой мощностью, в дополнение к условиям охлаждения системы и температуре окружающей среды, например, есть ли воздушное охлаждение, форма и размер ограничений радиатора, такие факторы, как закрытая среда, Основной принцип – это гарантия повышения температуры силового МОП-транзистора и эффективности системы, выбор параметров и инкапсуляция более общего силового МОП-транзистора.
Иногда из-за ограничений других условий для решения проблемы рассеивания тепла требуется несколько параллельных МОП-транзисторов. Например, в приложениях PFC, контроллера двигателя электромобиля, вторичного синхронного выпрямления источника питания модуля системы связи и т. Д. Выбирается несколько параллельных трубопроводов.
Если многотрубное параллельное соединение невозможно, в дополнение к выбору полевого МОП-транзистора с лучшими характеристиками можно использовать корпус большего размера или новый корпус.Например, ТО-220 можно поменять на корпус ТО-247 в некоторых блоках питания переменного тока. DFN8 * 8 используется в питании некоторых систем связи.

(2) Ограничение размера системы
Некоторые электронные системы ограничены размером и внутренней высотой печатной платы. Например, модуль питания системы связи обычно имеет упаковку DFN5 * 6 и DFN3 * 3 из-за ограничения по высоте. В некоторых источниках питания ACDC вывод силового MOSFET корпуса TO-220 вставляется непосредственно в основание из-за ультратонкой конструкции или из-за ограничений корпуса, а корпус TO-247 не может использоваться для ограничения по высоте.Некоторые ультратонкие конструкции просто сгибают и сплющивают штифты устройства, что может усложнить производственный процесс.
В конструкции защитной пластины литиевой батареи большой емкости из-за чрезвычайно строгих ограничений по размеру большая часть корпуса CSP теперь используется на уровне микросхемы, чтобы максимально улучшить характеристики рассеивания тепла при сохранении минимального размера.

(3) Производственный процесс компании
ТО-220 имеет два типа упаковки: металлическая упаковка и полная пластиковая упаковка.Металлическая упаковка имеет небольшое тепловое сопротивление и высокую способность рассеивать тепло, но в процессе производства требуется изоляционная подвеска, а производственный процесс является сложным и дорогостоящим; в то время как полная пластиковая упаковка имеет большое тепловое сопротивление и слабую способность к рассеиванию тепла, но процесс производства прост.
Чтобы сократить ручной процесс фиксации винтов, некоторые электронные системы в последние годы использовали зажимы для закрепления силового MOSFET на теплоотводящих пластинах, что привело к созданию новой упаковки, которая удаляет традиционную верхнюю перфорированную часть TO-220 и уменьшает высоту Устройство.

(4) Контроль затрат
Раньше многие электронные системы использовали сменные модули. В последние годы из-за увеличения затрат на рабочую силу многие компании начали переходить на патч-упаковку. Хотя стоимость заплаточной сварки выше, чем у вставной, заплаточная сварка отличается высокой степенью автоматизации, и общую стоимость все же можно контролировать в разумных пределах. В некоторых чрезвычайно дорогостоящих приложениях, таких как настольные материнские платы и платы CARDS, силовой MOSFET, инкапсулированный DPAK, обычно используется из-за низкой стоимости инкапсулированного источника питания.
Поэтому, выбирая пакет силовых MOSFET, мы должны сочетать стиль нашей компании и характеристики нашей продукции, а также всесторонне учитывать вышеперечисленные факторы.

3. Выберите выдерживаемое напряжение B _VDSS
В большинстве случаев кажется, что выбор выдерживаемого напряжения силового полевого МОП-транзистора является самым простым делом для многих инженеров, поскольку входное напряжение разработанной электронной системы относительно фиксировано. , компания выбирает некоторое количество материалов конкретных поставщиков, а также фиксируется номинальное напряжение продукта.Например, в адаптере для ноутбука и зарядном устройстве для мобильного телефона входное напряжение составляет 90–265 В переменного тока, а основная мощность обычно составляет 600 или 650 В. Входное напряжение материнской платы ноутбука 19 В, обычно выбирают полевой МОП-транзистор мощностью 30 В.
Напряжение пробоя B _VDSS силового полевого МОП-транзистора в таблице данных имеет определенные условия испытаний и разные значения в разных условиях, а B _VDSS имеет положительный температурный коэффициент, который следует всесторонне учитывать при практическом применении.
Во многих материалах и литературе часто упоминается, что если максимальное пиковое напряжение V _DS силового MOSFET в системе больше, чем у B _VDSS, даже если длительность пикового импульсного напряжения составляет всего несколько или Десятки нс, силовой полевой МОП-транзистор попадет в лавину и нанесет ущерб.
В отличие от триода и IGBT, мощность MOSFET обладает способностью противостоять лавинам, и многие из крупных полупроводниковых мощных MOSFET лавинной энергии на производственной линии проходят полную проверку, 100% проверку, которая в данных является гарантией измеренных значений, Лавинное напряжение БВДСС обычно возникает в 1.От 2 до 1,3 раза, а длительность обычно составляет мкс и даже мСм, то последние всего несколько или десятки нс, намного ниже пика лавинного импульса напряжения, не повреждают силовой полевой МОП-транзистор.
Почему в реальной конструкции требуется, чтобы в самом крайнем случае максимальное напряжение силового полевого МОП-транзистора V _DS было ниже, чем напряжение B _VDSS, с некоторым снижением, например, на 5%, 10 %, а то и 20%?
Причина: обеспечить продуктивность и надежность электронных систем при массовом производстве.
Любая конструкция электронной системы, фактический параметр может иметь определенный диапазон, иногда бывает трудно гарантировать, что более экстремальные встретятся вместе, что вызовет проблемы для системы, особенно в условиях высокой температуры, другого элемента силовых устройств и температуры системы. коэффициент дрейфа может вызвать некоторые невообразимые проблемы, снижение проектного запаса может уменьшить повреждение в этих экстремальных условиях, насколько это возможно.

4. VTH выбирается управляющим напряжением
Управляющее напряжение, выбираемое МОП-транзисторами POWER в различных электронных системах, не одинаково.Источник питания ACDCD обычно ИСПОЛЬЗУЕТ напряжение привода 12 В, в то время как преобразователь постоянного тока основной платы ноутбука ИСПОЛЬЗУЕТ напряжение привода 5 В, поэтому силовой полевой МОП-транзистор с другим пороговым напряжением V _TH следует выбирать в соответствии с напряжением привода системы.
В таблице данных пороговое напряжение V _TH силового полевого МОП-транзистора также имеет определенные условия тестирования и имеет разные значения в разных условиях. V _TH имеет отрицательный температурный коэффициент. Разные управляющие напряжения V _GS соответствуют разному сопротивлению в открытом состоянии.В практических приложениях следует учитывать изменения температуры, чтобы гарантировать, что силовой полевой МОП-транзистор полностью включен и что пиковый импульс, связанный с полюсом G, не будет инициирован по ошибке во время процесса выключения, что приведет к прямому замыканию или короткому замыканию.

5. Выберите сопротивление включения RDSON. Примечание: это не текущий
В большинстве случаев инженеры обеспокоены RDSON, потому что RDSON напрямую связан с потерей проводимости. Чем меньше RDSON, тем меньше потери проводимости, тем выше КПД и тем меньше рост температуры силового полевого МОП-транзистора.Точно так же инженер пытается использовать существующие компоненты из предыдущих проектов или складов материалов, не обращая особого внимания на фактический метод выбора RDSON. Превышение температуры выбранного силового полевого МОП-транзистора слишком мало. По соображениям стоимости будут использоваться более крупные компоненты RDSON. Когда повышение температуры силового полевого МОП-транзистора слишком велико, а эффективность системы слишком низкая, будут использоваться меньшие компоненты RDSON или регулироваться путем оптимизации схемы внешнего привода и улучшения способа рассеивания тепла.
Подумайте об этом: если это новый проект и нет предыдущего проекта, которому следует следовать, то как выбрать RDSON силового MOSFET?
При проектировании системы питания этими параметрами являются диапазон входного напряжения, выходное напряжение / выходной ток, КПД, рабочая частота, напряжение привода и, конечно же, другие технические показатели, в основном связанные с силовым MOSFET.

Шаги следующие:
(1) Рассчитайте максимальные потери системы в соответствии с диапазоном входного напряжения, выходным напряжением / выходным током и эффективностью.

(2) Паразитные потери в силовом контуре, статические потери компонентов контура, не являющиеся силовыми, статические потери IC и управляющие потери оцениваются приблизительно, и эмпирическое значение может составлять 10% -15% от общего потеря. Если в силовой цепи есть резистор выборки тока, рассчитайте потребляемую мощность резистора выборки тока. Общие потери за вычетом вышеуказанных потерь представляют собой потери мощности силового устройства, трансформатора или катушки индуктивности.
Оставшаяся потеря мощности распределяется между силовым устройством и трансформатором или индуктором в определенной пропорции.Если нет уверенности, потери мощности распределяются поровну в соответствии с количеством компонентов, таким образом получая потери мощности каждого полевого МОП-транзистора.

(3) Потери мощности полевого МОП-транзистора в определенной пропорции распределяются на потери переключения и потери проводимости. Если это не определено, потери переключения и потери проводимости распределяются поровну.

(4) Максимально допустимое сопротивление проводимости MOSFET, которое является RDSON для MOSFET при самой высокой рабочей температуре перехода, рассчитывается на основе потерь проводимости MOSFET и протекающего эффективного значения тока.
Метка RDSON силового полевого МОП-транзистора в таблице данных имеет определенные условия испытаний и разные значения при различных определенных условиях. Температура испытания: T _Дж = 25 ℃, а RDSON имеет положительный температурный коэффициент. Следовательно, в соответствии с самой высокой рабочей температурой перехода MOSFET, RDSON, соответствующий 25 ℃, рассчитывается на основе вышеуказанного температурного коэффициента RDSON.

(5) Соответствующий тип силового MOSFET выбирается RDSON при 25 ℃, и MOSFET может быть уменьшен или увеличен в соответствии с фактическими параметрами RDSON MOSFET.
С помощью описанных выше шагов предварительно выбираются модель и параметры RDSON силового полевого МОП-транзистора.
Во многих источниках и литературных источниках неправильно рассчитывать максимальный ток системы, а затем выполнять уменьшение лба, и выбирать устройство по текущему значению измерителя мощности MOSFET.
Ток силового полевого МОП-транзистора – это расчетное значение, основанное на T _J = 25 ℃, и потери при переключении не учитываются. Следовательно, этот метод далек от реального применения и не имеет эталонного значения.В некоторых приложениях, где сильные скачки тока требуют защиты от короткого замыкания, максимальное значение тока импульса стока и его продолжительность проверяются в паспорте, что не имеет прямого отношения к выбору RDSON.

6. Выберите характеристики переключения: C _RSS 、 C _OSS 、 C _ISS 、 Q _G 、 Q _GD 、 Q _OSS
Power MOSFET вызывает потери переключения во время переключения , что в основном связано с этими параметрами коммутационной характеристики.QG влияет на потери привода, которые потребляются не в силовом MOSFET, а в микросхеме привода. Чем больше QG, тем больше будут потери привода.
После выбора модели силового полевого МОП-транзистора на основе RDSON эти параметры характеристики переключения можно просмотреть в таблице данных, а затем рассчитать потери переключения в соответствии с этими параметрами.

7. Расчет температуры и проверка
В соответствии с таблицей данных выбранного силового полевого МОП-транзистора и рабочим состоянием системы рассчитываются потери проводимости и коммутационные потери, а максимальная температура перехода полевого МОП-транзистора рассчитывается на основе полной мощности. потери и температура рабочей среды, чтобы проверить, находится ли она в пределах расчетного диапазона.Все условия основаны на наихудших условиях, а затем корректируются в соответствии с расчетными результатами.
Наклон большой, если общие потери больше, чем распределение потерь мощности, то, чтобы выбрать другие типы силовых MOSFET, можно просмотреть, чем выбор мощности MOSFE RDSON большего или меньшего размера, проверить еще раз общую потерю мощности, этот процесс обычно сотрудничать на шагах 5 и 6, после нескольких повторных проверок, окончательно определить соответствие проектным моделям, пока не будут выполнены требования к дизайну.
Иногда из-за ограниченности модели товара не удается найти товары с соответствующими параметрами.

Могут быть приняты следующие методы:
(1) Несколько труб подключаются параллельно, чтобы решить проблему рассеивания тепла и повышения температуры.

(2) Потери мощности перераспределяются, и трансформатор или катушка индуктивности и другие компоненты питания выделяют больше энергии. При изменении распределения мощности также необходимо убедиться, что превышение температуры других компонентов соответствует требованиям конструкции системы.

(3) Если система позволяет, измените способ отвода тепла или увеличьте размер радиатора.

(4) Другие факторы, регулируют рабочую частоту, изменяют структуру цепи и т. Д., Например, PFC принимает шахматную структуру, LLC или другую схему плавного переключения.

8. Проверьте характеристики диода
В мостовой схеме, такой как полный мост, полумост, LLC и нижняя трубка схемы BUCK, существует проблема обратного восстановления внутреннего паразитного диода.Самый простой способ – использовать силовой полевой МОП-транзистор внутреннего диода быстрого восстановления. Если внутренний диод быстрого восстановления отсутствует, следует учитывать характеристики обратного восстановления внутреннего паразитного диода: I _RRM, Q _RR, T _RR, T _RR 1/_TRR 2, для Например, T _RR меньше 250 нс. Эти параметры влияют на пик напряжения, эффективность и надежность отключения питания. Например, при запуске и коротком замыкании LLC система переходит в емкостной режим.Если характеристики обратного восстановления диода плохие, прямое соединение верхней и нижней трубок может быть повреждено. Если управляющее устройство имеет функцию защиты от емкостного режима, этот фактор не учитывается.

9. Энергия лавин, UIS и DV / DT
Энергия лавин и условия проведения испытаний подробно описаны в следующей статье. За исключением обратного хода и некоторых приложений с приводом от двигателя, большинство конструкций не страдают от этой единственной лавины ограничения напряжения.Во многих приложениях комбинированное воздействие DV / dt, перегрева и высокого тока во время обратного восстановления диода приводит к динамическому лавинному пробою. См. Дополнительную информацию в следующей статье.

10. Другие параметры
Размер внутренней RG, проблема переключателей нагрузки и устройств горячей замены, работающих в линейных зонах, характеристики SOA и параметры, связанные с EMI, и так далее.

Идеальный N-канальный MOSFET для коммутационных приложений

Описание

Блок MOSFET (Ideal, Switching) моделирует идеальный поведение переключения n-канального полевого транзистора металл-оксид-полупроводник (МОП-транзистор).

Характеристики переключения n-канального MOSFET таковы, что если затвор-исток напряжение превышает заданное пороговое напряжение, полевой МОП-транзистор находится во включенном состоянии. В противном случае устройство в выключенном состоянии. На этом рисунке показан типичный i-v. характеристика :

Чтобы определить ВАХ полевого МОП-транзистора, установите поведение во включенном состоянии и коммутационные потери Параметр на любой Укажите постоянную значения или В таблице с температурой и током .Таблица с температурой и текущей опцией доступна только если выставить термопорт блока.

Во включенном состоянии путь сток-исток ведет себя как линейный резистор с сопротивлением, Р _{дс_он} . Однако если выставить термопорт блока и параметризуйте устройство, используя табличные данные I-V, табулированное сопротивление равно функция температуры и силы тока.

В выключенном состоянии путь сток-исток ведет себя как линейный резистор с низким уровнем выключенного состояния. проводимость, G _выкл. .

Определяющие уравнения Simscape ™ для блока равны:

, если G> Vth v == i * Rds_on; иначе v == я / Гофф; end

где:

G – напряжение затвор-исток.
Vth – пороговое напряжение.
v – напряжение сток-исток.
i – ток сток-исток.
Rds_on – сопротивление в открытом состоянии.
Goff – проводимость в закрытом состоянии.

Используя настройки интегрального диода , вы можете включить внутренний диод или встроенный защитный диод. Встроенный диод обеспечивает путь проводимости для обратного Текущий. Например, чтобы обеспечить путь для высокого всплеска обратного напряжения, который генерируется когда полупроводниковый прибор внезапно отключает подачу напряжения на индуктивный нагрузка.

Установите параметр в соответствии с вашим Цель.

Цель	Значение для выбора	Поведение блока
Установите приоритет скорости моделирования.	`Защитный диод без динамика`	Блок включает в себя целостную копию блока Diode. Чтобы параметризовать внутренний блок диода, используйте Защита параметров.
Точно укажите динамику заряда в обратном режиме.	`Защитный диод с динамикой заряда`	Блок включает в себя целостную копию динамической модели диодного блока. Чтобы параметризовать внутренний блок диода, используйте Защита параметров.

Варианты моделирования

Блок предоставляет четыре варианта моделирования. Для выбора желаемого вариант, щелкните правой кнопкой мыши блок в вашей модели. В контекстном меню выберите>, а затем один из этих вариантов:

– Содержит порт физического сигнала, связанный с терминалом ворот.Этот вариант используется по умолчанию.
– Содержит порт сохранения электроэнергии, связанный с терминал ворот.
– Содержит тепловой порт и физический сигнальный порт, который связан с терминалом ворот.
– Содержит термопорт и порт для сохранения электричества, который связанный с терминалом ворот.

Варианты этого блока без термопорта не имитируют тепловыделение в устройстве.

Варианты с тепловым портом позволяют моделировать тепло, которое переключает события и потери проводимости генерируют. По умолчанию тепловой порт скрыт. Чтобы включить тепловую порт, выберите термоблок вариант.

Тепловые потери

На рисунке показано идеализированное представление выходного напряжения, В, _,, , а выходной ток, I _из полупроводникового прибора.В Показанный интервал включает в себя все n ^th цикл переключения, во время которого блок отключается, а затем включается.

Коммутационные потери являются одним из основных источников тепловых потерь в полупроводниках. В течение при каждом переключении включения-выключения паразитные параметры MOSFET сохраняются, а затем рассеиваются. энергия.

Коммутационные потери зависят от напряжения в закрытом состоянии и тока в открытом состоянии. Когда коммутационное устройство включено, потери мощности зависят от начального напряжения в выключенном состоянии через устройство и конечный ток в открытом состоянии, когда устройство полностью находится во включенном состоянии.Точно так же, когда коммутирующее устройство выключено, потери мощности зависят от начального ток в открытом состоянии через устройство и конечное напряжение в закрытом состоянии через устройство, когда в полностью выключенном состоянии.

В этом блоке коммутационные потери применяются путем повышения температуры перехода с значение, равное потерям переключения, деленным на общую тепловую массу в переходе. В Потеря включения, Eon (Tj, Ids) и Потеря включения, Значения параметра Eoff (Tj, Ids) задают размеры коммутационных потерь и фиксированы или зависят от температуры перехода и тока сток-исток.В обоих В случаях потери масштабируются напряжением в выключенном состоянии до последнего включения устройства. событие.

Примечание

Поскольку конечный ток после события переключения неизвестен во время моделирования, Блок записывает ток в открытом состоянии в момент, когда на устройство поступает команда выключения. Точно так же блок записывает напряжение в выключенном состоянии в точке, в которой устройство приказал дальше. По этой причине журнал simlog не сообщает о коммутационных потерях в тепловая сеть до одного цикла переключения позже.

Для всех идеальных коммутационных устройств коммутационные потери отражаются в журнале simlog как lastTurnOffLoss и lastTurnOnLoss и записано как импульс с амплитудой, равной потерям энергии. Если вы используете сценарий для суммирования общей суммы потерь за определенный период моделирования, вы должны суммировать значения импульсов для каждого импульса поднимающийся край. В качестве альтернативы вы можете использовать функции ee_getPowerLossSummary и ee_getPowerLossTimeSeries для извлечения проводимости и переключения. потери от зарегистрированных данных.

Переменные

Параметры Переменные позволяют указать приоритет и начальные целевые значения для переменных блока перед симуляцией. Для получения дополнительной информации см. Установка приоритета и начальной цели для блочных переменных.

Чтобы включить параметры Variables для этого блока, установите вариант на или .

На рисунке показаны имена портов блока.

измерение заряда затвора mosfet 4200a анализатор параметров scs

Введение

Полевые МОП-транзисторы

используются в различных приложениях и могут использоваться в качестве высокоскоростной коммутации.На скорость переключения устройства влияют внутренние емкости, которые обычно указываются в технических данных в терминах C _iss и C _oss, которые определяются емкостью входного затвора и стока, C _gs и C _{. gd}. Помимо задания емкости, заряд затвора (Q _gs и Q _gd) также может использоваться для оценки коммутационных характеристик полевого МОП-транзистора.

Один метод измерения заряда затвора полевого МОП-транзистора описан в стандарте JEDEC JESD24-2 «Метод проверки заряда затвора».В этом методе ток затвора форсируется, в то время как напряжение затвор-исток измеряется как функция времени. Из полученной формы сигнала напряжения затвора вычисляются заряд затвор-исток (Q _gs), заряд затвор-сток (Q _gd) и заряд затвора (Q _g).

Анализатор параметров 4200A-SCS поддерживает выполнение измерений заряда затвора полевого МОП-транзистора с использованием двух приборов измерения источника (SMU) и теста измерения заряда затвора, включенного в систему. Этот тест является одним из многих, включенных в обширную библиотеку тестов, входящую в комплект программного обеспечения 4200A-SCS Clarius +.В этом примечании к применению описывается, как измерить заряд затвора MOSFET на основе метода тестирования заряда затвора JEDEC с использованием анализатора параметров 4200A-SCS.

МОП-транзистор Обзор измерения заряда затвора

В методе заряда затвора фиксированный испытательный ток (I _g) нагнетается в затвор МОП, транзистора, и измеренное напряжение затвора-истока (V _gs) отображается в зависимости от заряда, текущего в затвор. На вывод стока подается фиксированное напряжение смещения. Рисунок 1 показывает зависимость напряжения затвора от заряда силового полевого МОП-транзистора.

Заряд затвора (Q) получается из принудительного тока затвора и времени (I _gdt). Заряд затвор-исток (Q _gs) – это заряд, необходимый, как показано на , рис. 1 , для достижения начала области плато, где напряжение (V _gs) почти постоянно. Напряжение плато (или Миллера) (V _pl) определяется в соответствии со стандартом JEDEC как напряжение затвор-исток, когда dV _gs / dt минимально.Плато напряжения – это область, когда транзистор переключается из состояния ВЫКЛ в состояние ВКЛ. Заряд затвора, необходимый для завершения этого переключения – заряд, необходимый для переключения устройства с начала области плато до конца – определяется как заряд затвор-сток (Q _gd) и известен как заряд Миллера. Заряд затвора (Q _g) – это заряд от начала координат до точки, где напряжение затвора-источника (V _gs) равно заданному максимуму (V _gsMax).

Рисунок 1. Типичное напряжение затвора в зависимости от заряда затвора силового полевого МОП-транзистора.

S1 – наклон отрезка прямой от начала координат до первой точки плато. S2 – наклон отрезка линии от последней точки плато до заданного максимального напряжения затвора (VgsMax). Наклоны используются для расчета Q _gs и Q _gd, как указано в стандарте JESD24-2.

На рис. 2 показаны типичные формы сигналов затвора и стока в зависимости от времени.Когда ток подается на затвор, V _gs увеличивается, пока не достигнет порогового напряжения. В этот момент начинает течь ток стока (I _d). Когда C _gs заряжается в момент t1, Id остается постоянным, а напряжение стока (V _d) уменьшается. V _gs остается постоянным, пока не достигнет конца плато. Как только C _gd заряжается в момент t2, напряжение затвор-исток (V _gs) снова начинает увеличиваться, пока не достигнет заданного максимального напряжения затвора (V _gsMax).

Рис. 2. V _gs, V _d и I _d в зависимости от времени полевого МОП-транзистора.

Использование 4200A-SCS для измерения заряда затвора MOSFET

4200A-SCS измеряет заряд затвора силового MOSFET с помощью двух приборов SMU. На рис. 3 показана основная принципиальная схема теста заряда затвора. Клемма Force HI одного SMU (SMU1) подключена к клемме затвора полевого МОП-транзистора и форсирует ток затвора (I _g) и измеряет напряжение затвор-исток (V _gs) как функцию времени.Второй SMU (SMU2) подает фиксированное напряжение (V _ds) на сток при заданном соответствии тока (I _b). Максимальный согласованный ток 4200-SMU – 0,1 А; максимальное соответствие 4210-SMU – 1 А.

Во время теста заряда затвора напряжение затвора увеличивается и включает транзистор. Во время этого перехода в области плато сток SMU (SMU2) переключается из режима управления напряжением в режим управления током, поскольку ток превышает указанный уровень соответствия.Программное обеспечение возвращает переходные процессы тока стока и напряжение стока во время перехода из состояния ВЫКЛ в состояние ВКЛ.

Клемма источника MOSFET подключается к клемме Force LO или GNDU шасси 4200A-SCS.

Рисунок 3. Конфигурация теста заряда затвора с использованием двух приборов SMU.

Настройка программного обеспечения Clarius + для измерения заряда затвора MOSFET

Тест Gate Charge находится как в тестовой, так и в проектной библиотеках, которые можно найти на панели Select, выполнив поиск по фразе «gate charge».Как только тест будет найден в тестовой библиотеке, его можно будет добавить в проект, выбрав и добавив его в дерево проекта. Этот тест был создан из пользовательского модуля gate_charge в пользовательской библиотеке GateCharge.

Введите параметры ввода

Перед выполнением теста вам необходимо ввести входные параметры теста на панели «Конфигурация» программного обеспечения Clarius (, рис. 4, ). Входные параметры будут различаться в зависимости от устройства и используемой модели SMU.

Рисунок 4.Проверка заряда ворот в окне настройки.

Описание входных параметров приведено в таблице . Сначала введите номера SMU, которые подключены к затвору (gateSMU) и стоку (стокSMU) полевого МОП-транзистора. Клемма источника всегда должна быть подключена к GNDU или Force LO.

Величина тока, протекающего через затвор с помощью gateSMU, является параметром gateCurrent (I _g). Напряжение стока (V _ds) – это напряжение смещения, приложенное к стоку, а стокLimitI – это ток согласования стока SMU.

Параметр Coffset используется для корректировки емкости смещения и описывается в следующих параграфах.

Таблица 1. Входные параметры для пользовательского модуля gate_charge.

Входной параметр	Диапазон значений	Значения по умолчанию	Описание
ворота SMU	СМУ1-СМУ9	СМУ1	Номер SMU, подключенный к терминалу ворот
сток SMU	СМУ1-СМУ9	СМУ2	Номер SMU, подключенного к сливному выводу
источник	GNDU	GNDU	Клемма источника всегда подключена к клемме Force LO на GNDU
Vds	± 200 В	10 В	Величина напряжения смещения стока стока SMU
стокLimitI	4200-СМУ: 0.1A 4210-SMU: 1 A	0,1 А	Текущее соответствие стока СМУ
ворота Текущие	± 1E-5 А	1e-7 A	Величина тока затвора затвора СМУ
VgsMax	± 200 В	10 В	Максимальный уровень напряжения затвора SMU.
время выхода	от 0 до 300 с	60 с	Количество секунд до тайм-аута.
ИЗМЕРЕНИЕ	1 (да) или 0 (нет)	1	Обратный измеренный ток стока
Гроб	0 или Ceff	0	Запустите тест с разомкнутой цепью, а затем введите значение Ceff, возвращенное на лист

Правильный для смещенных емкостей

В зависимости от кабельной разводки и подключений измерительной системы, емкость смещения может находиться в диапазоне от единиц пикофарад до сотен пикофарад.Эти емкости можно скорректировать, запустив пользовательский модуль gate_charge с разомкнутой цепью, получив емкость смещения, а затем введя значение емкости смещения в программное обеспечение для компенсации. Вот как выполнить эти шаги:

Измерьте емкость смещения . Настройте параметры теста, включая ток входного затвора, как если бы устройство было подключено к SMU. (Увеличьте VgsMax только для измерения Ceff.) Перед выполнением теста поднимите датчики или извлеките устройство из испытательного приспособления.Выполните тест заряда затвора с разомкнутой цепью.
Получите емкость смещения . После выполнения теста измеренная емкость смещения системы рассчитывается и отображается в столбце Ceff на листе. Ceff получается из максимального напряжения затвора, тока затвора и времени.
Поскольку на этом этапе измеряется обрыв цепи, значение статуса теста -9 или -12 может появиться на листе после выполнения теста. Это связано с тем, что ни одно устройство не измеряется, поэтому нет области плато.Однако значение Ceff правильное и может быть введено как Coffset в представлении «Настройка».
Введите измеренную емкость смещения и выполните . Введите измеренную емкость смещения Ceff для параметра Coffset в окне «Конфигурация». По умолчанию Coffset равен 0 F. Компенсация емкости смещения будет производиться в последующих измерениях.

Выполнить тест

После ввода входных параметров выполните тест, выбрав «Выполнить» в верхней части экрана.Во время выполнения теста осциллограмма заряда затвора будет обновляться в реальном времени на графике в представлении «Анализ», а рассчитанные выходные параметры появятся в таблице.

Просмотр параметров вывода

После завершения теста несколько параметров возвращаются в Лист. Таблица 2 содержит описания этих параметров.

Таблица 2. Выходные параметры для пользовательского модуля gate_charge

Выходной параметр	Описание
gate_charge	Значения состояния теста – описание см. В Таблице 3
timeArray	Измеренное время (секунды)
VgArray	Измеренное напряжение затвор-исток (В)
VgCharge	Измеренный заряд затвора (кулоны)
VdArray	Измеренное напряжение стока (В)
IdArray	Измеренный ток стока (амперы)
Наклон	Динамическая крутизна (dVg / dt) напряжения затвора
Ceff	Отношение заряда затвора к максимальному напряжению затвора
Впл	Напряжение плато или Миллера (вольт)
Т1	Отметка времени начала области плато (секунды)
Т2	Отметка времени окончания области плато (секунды)
Qgs	Заряд затвора от начала координат до первой точки перегиба или плато напряжения (кулоны)
Qgd	Заряд затвора между двумя точками перегиба кривой заряда затвора (кулоны)
Qg	Заряд ворот от источника до VgsMax (кулоны)

Графическое изображение результатов

Результирующее напряжение затвор-исток может быть отображено как функция заряда затвора или тока стока, а напряжение стока может быть отображено как функция времени. Рисунок 5 – типичный сигнал напряжения затвора, генерируемый 4200A-SCS

Рис. 5. Типичная форма сигнала напряжения затвора, генерируемого 4200A-SCS.

В дополнение к построению графиков V _gs, V _ds и I _d также можно построить график как функцию заряда затвора полевого МОП-транзистора или времени. Рис. 6 показывает график в режиме анализа программного обеспечения Clarius, на котором показаны все три параметра как функция заряда затвора.В этом случае напряжение отображается по оси Y1, а ток – по оси Y2.

Рис. 6. V _gs, V _ds и I _d как функция заряда затвора.

Проверить статус теста

Каждый раз, когда тест выполняется, значение статуса теста возвращается в первый столбец на листе с именем «gate_charge». Таблица 3 перечисляет возвращенные значения состояния теста в столбце «gate_charge» и их соответствующие описания и примечания.

Таблица 3. Значения статуса теста

Статус теста	Описание	Примечания
1	Ошибок нет	Тест прошел успешно.
-1	Шлюз СМУ нет	Укажите правильный SMU.
-2	Сток СМУ нет	Укажите правильный SMU.
-3	VgsMax> 200 В	Проверяет, что напряжение затвора меньше 200 В.Уменьшите напряжение затвора.
-4	Предел дренажного тока превышает 1 А (4210-SMU) Предел дренажного тока превышает 0,1 А (4200-SMU)	Проверяет, что ток стока меньше 1 А (или 0,1 А для SMU средней мощности). Уменьшите предельный ток стока (DrainLimitI).
-5	Превышен предел мощности	Ток должен быть <0,1 А, если V> 20 В. Уменьшите предельный ток стока (DrainLimitI) или напряжение стока (Vds).
-6	Проверка ошибок условий ввода.Ограничивает timeOut до 200 с.	Укажите время выхода <200 с.
-7	Время проверки превышает указанный тайм-аут (timeOut).	Увеличить время выхода. Максимум 200 с. Попробуйте увеличить gateCurrent, чтобы зарядить устройство быстрее.
-8	Количество итераций / измерений> 10000.	Увеличьте ток затвора (gateCurrent).
-9	Количество итераций / измерений <5	Уменьшить ток затвора (gateCurrent).Проверьте устройство, тестовую настройку и правильность SMU. Эту ошибку можно проигнорировать, если она возникает при измерении разомкнутой цепи для коррекции смещения. Значение Ceff остается действительным.
-10	Количество точек от исходной точки до первой точки плато <10	Уменьшить ток затвора (gateCurrent)
-11	Ошибка вычисления крутизны, S1. Коэффициент корреляции <0,9. Кривая от начала координат до первой точки плато не является линейной.	Проверить устройство и испытательную установку.
-12	Ошибка вычисления крутизны S2. Коэффициент корреляции <0,9. Кривая от последней точки плато до VgsMax не является линейной.	Проверить устройство и испытательную установку. Если уровень VgCharge или VdArray высокий, попробуйте уменьшить значение gateCurrent и повторите тест. Эту ошибку можно проигнорировать, если она возникает при измерении разомкнутой цепи для коррекции смещения. Значение Ceff остается действительным.
-13	Vds> 200 В	Уменьшите напряжение стока.
-14	gate Ток> 10 мкА	Уменьшить ток затвора (I _g).

Заключение

Измерение заряда затвора полевого МОП-транзистора

на транзисторах можно легко выполнить с помощью анализатора параметров Keithley 4200A-SCS. Используя два прибора SMU, подключенных к затвору и стоку устройства, программное обеспечение Clarius легко получает формы сигналов заряда затвора.

Использование устройств MOSFET с каналом P, параметры, используемые при выборе MOSFET

MOSFET-транзисторы с P-каналом представляют собой полевые МОП-транзисторы с P-каналом в расширенном режиме и переключатель, заменяющий (устройство с V-каналом.Для них требуется несколько дополнительных компонентов схемы затвора, которые позволяют упростить схему из (V-канального MOSFET. С другой стороны, они имеют значительно более высокие потери мощности [Rdson ~ в 2-3 раза выше, чем yV-cliannel], и они имеют большие емкости, больший порог, более быстрое восстановление внутреннего диода.

РИСУНОК 10.18 Использование полевого МОП-транзистора с p-каналом.

Ток протекает через устройство после приложения напряжения между затвором и истоком, тогда как ток стока не течет, когда затвор закорочен на исток.Ток стока имеет отрицательное направление для отрицательного напряжения G-S, и этот режим используется на практике.

Схемы приложений показаны на рисунках 10.18. Видно, что функция простого переключателя больше подходит для цепей с отрицательным напряжением (положительный конец батареи соединен с землей).

Основным преимуществом P-канального MOSFET является возможность использования с заземленными нагрузками и напряжением ниже ~ 15 В, что было в случае с большинством предыдущих автомобильных схем.В таких случаях нагрузка подключается непосредственно к стоку полевого МОП-транзистора, чтобы использовать один источник питания. Л / -канальный МОП-транзистор в противном случае потребовал бы дополнительного источника питания для обеспечения напряжения затвора выше соединения стока с положительной шиной постоянного тока. Для использования полевого МОП-транзистора с каналом p-типа не требуется схема переключения уровня или изоляция цепи управления высокого напряжения в большинстве автомобильных приложений (рис. 10.19). Однако при питании выше 15 В по-прежнему требуется сдвиг уровня, и P-канальный MOSFET не очень привлекателен.

Power MOSFET изготавливаются с пороговым напряжением 2,7 В,

4,5 В или 10,0 В. Это следует учитывать при выборе напряжения драйвера затвора.

Автомобильная электроника всегда рассчитана на широкий диапазон температур, от -40 ° C до 125 ° C, но все силовые полевые МОП-транзисторы могут работать при температуре перехода до 175-200 ° C.

Напряжение сток-исток предоставляется как номинальное напряжение как для нормальной, так и для ненормальной работы.Устройства Power MOSFET продаются с сериями напряжений 55 В, 60 В, 75 В, 80 В или 100 В.

Поскольку большинство автомобильных приложений работают с большим пусковым током, силовые полевые МОП-транзисторы должны быть переоценены по току. Продаваемые серии включают номинальные значения тока стока от 1 до 170 А.

Как было показано, динамические характеристики сильно зависят от заряда затвора, поскольку он определяет скорость переключения полевого МОП-транзистора. Информация из таблицы данных идентифицирует автомобильные полевые МОП-транзисторы с зарядом затвора в диапазоне 2.От 6 до 100 нКл.

Хотя коммутационные потери будут зависеть от заряда затвора, потери проводимости зависят от сопротивления сток-исток в линейной области полевого МОП-транзистора. R _dslon) определяет падение напряжения и, в конечном итоге, КПД силового каскада. Многие автомобильные приложения релейного типа не заботятся об эффективности или падении напряжения. И наоборот, импульсные источники питания, моторные приводы или даже реле непрерывного действия квалифицируются на основе эффективности.

Сопротивление сток-исток R _{ds (} представляет собой сумму различных компонентов в полупроводнике: сопротивление области истока, сопротивление канала, сопротивление слоя накопления, сопротивление области стока и сопротивление области дрейфа. Последнее равно наиболее важен в высоковольтных полевых МОП-транзисторах. Во время работы R _{ds (on)} несколько увеличивается с током того же устройства.

При изготовлении R _{ds (on)} можно уменьшить за счет сильного легирования в каждой области, путем контроля размеров для минимизации длины пути тока или за счет использования максимально высокого напряжения затвора (пороговое напряжение затвора).К сожалению, значение R _dslon) увеличивается с увеличением номинального напряжения, поскольку требуется больше полупроводникового материала, чтобы выдерживать большее падение напряжения.

Как правило, R _{ds (on)} составляют около 4-200 мОм.

Repetitive Avalanche Energy (EAR) – это максимально допустимая энергия пробоя обратного напряжения при непрерывной работе с соблюдением максимально допустимой температуры кристалла. Использование этого EAR позволяет использовать устройство с более низким напряжением в том же приложении (например, 40 В вместо 55 В).Устройство с более низким номинальным напряжением будет иметь меньшее сопротивление в открытом состоянии и, следовательно, более низкие потери проводимости. Это означает, что для существенной экономии средств можно использовать матрицу меньшего размера. Разработчик нацелен на использование полевых МОП-транзисторов с максимально высоким уровнем EAR.

Выбор оптимального МОП-транзистора для автономных импульсных источников питания

Получите представление о конструкции МОП-транзистора и о том, как его взаимозависимые параметры влияют на характеристики источника питания

МАРТИ БРАУН
Старший консультант
D3 Semiconductor
www.d3semi.com

Сегодня выбор кремниевых МОП-транзисторов делится на две основные категории: планарные и / или траншейные МОП-транзисторы и МОП-транзисторы со сверхпереходом. Планарные полевые МОП-транзисторы имеют активную область вблизи поверхности кристалла ( Рис. 1a ). Чтобы уменьшить R _{DS (on)}, требуется дополнительная площадь кристалла, а для увеличения напряжения полевого МОП-транзистора кристалл необходимо сделать толще. Для сравнения, полевой МОП-транзистор с суперпереходом (, рис. 1b, ) использует глубину кристалла для увеличения площади канала, что значительно снижает его R _{DS (on)} для данной площади кристалла.Благодаря значительному увеличению площади проводимости в пределах гораздо меньшей площади поверхности, полевые МОП-транзисторы с суперпереходом позволяют использовать меньший размер кристалла для каждого номинального тока по сравнению с планарными полевыми МОП-транзисторами. В качестве дополнительного преимущества они предлагают гораздо более низкие паразитные емкости при гораздо более высоких скоростях переключения.

Рис. 1a: Стандартная конструкция планарного полевого МОП-транзистора.

Рис. 1b: Конструкция обобщенного полевого МОП-транзистора с суперпереходом.

Таблица 1 сравнивает ключевые параметры между стандартным планарным полевым МОП-транзистором и высокопроизводительным полевым МОП-транзистором с суперпереходом, недавно представленным компанией D3 Semiconductor, которые имеют почти одинаковые номинальные значения напряжения и тока стока.Как показано, раздражающие паразитные емкости R _{DS (on)} и полевого МОП-транзистора намного ниже у полевого МОП-транзистора с суперпереходом, а скорость переключения более чем в три раза выше. Поистине примечательным фактором является то, что открытая площадь кристалла полевого МОП-транзистора с суперпереходом составляет одну треть от площади планарного полевого МОП-транзистора.

Таблица 1: Сравнение типичного стандарта и полевого МОП-транзистора с суперпереходом D3.

Сравнение эффективности полевого МОП-транзистора с суперпереходом и стандартного планарного полевого МОП-транзистора красноречиво свидетельствует о том, как разработчик может снизить стоимость и характеристики переключения типичного автономного импульсного источника питания.МОП-транзистор D3 Semi с суперпереходом демонстрирует уменьшение площади кристалла более чем на 73%, уменьшение емкости входного затвора более чем на 50% (C _iss) и более чем на 69% уменьшение значения емкость Миллера (C _rss).

Характеристики полевого МОП-транзистора в источниках питания
Рис. 2 иллюстрирует очень распространенный график при тестировании эффективности импульсного источника питания в ожидаемом диапазоне нагрузок. Эффективность достигает пика при некоторой нагрузке между максимальной и минимальной нагрузками.При хорошей конструкции этот пик будет примерно на том месте, где источник питания работает более 90% своего срока службы. Его местоположение и его пиковое значение полностью определяются обменом различных параметров MOSFET в процессе проектирования.

Рис. 2: Эффективность в зависимости от нагрузки – влияние.

При малых нагрузках время включения (рабочий цикл) невелико. Это делает потери проводимости полевого МОП-транзистора гораздо менее значительными. Здесь потери на переключение и управление затвором определяют его эффективность.В типичном источнике питания частота коммутации относительно постоянна, поэтому коммутационные и управляющие потери также относительно постоянны.

При более высоких нагрузках потери проводимости MOSFET (и выходного выпрямителя) становятся более значительными, чем потери привода и переключения. Здесь значение R _{DS (on)} становится важным. Как и у всех резистивных переключателей, эффективность источника питания снижается с увеличением выходной нагрузки. Этот нелинейный эффект представляет собой потерю ID ² (R _{DS (on)}).

Рекомендации по проектированию
При выборе лучшего полевого МОП-транзистора для импульсного источника питания существует множество тонких аспектов. Принято считать, что самый низкий R _{DS (on)} дает наиболее эффективную подачу. Однако рассмотрение эффективности блока питания только при одном рабочем режиме может ввести в заблуждение. Чтобы получить очень четкое представление о характеристиках источника питания во всем его рабочем диапазоне, необходимо учитывать изменение эффективности в ожидаемом диапазоне выходной нагрузки (Вт) и входного напряжения.

Этот пик эффективности, показанный на Рис. 3 , может помочь в выборе «оптимального» МОП-транзистора для вашей конструкции и рабочего диапазона. Именно здесь достигается пиковая эффективность, когда ваш источник питания расходует более 90% своего срока службы.

Рис. 3: Пример выбора полевого МОП-транзистора с наименьшим R _{DS (on)} в пределах источника питания.

Рис. 4 – качественное представление поведения трех потерь в диапазоне нагрузок.Это описывает только потери по отдельности, а не в совокупности. Когда эти потери складываются (суммируются), результат становится более информативным.

Этот пример показывает, что может произойти, если разработчик выберет самый низкий R _{DS (on)} MOSFET в семействе предложений высоковольтных MOSFET. Результатом является общая более низкая эффективность питания по сравнению с выбранным устройством с более высоким R _{DS (on)} (меньшая площадь кристалла). (Конечно, есть целый ряд вариаций результатов, учитывая диапазон параметров MOSFET и условий эксплуатации.Это представляет собой наихудший вариант неудачного проектного решения.)

Рис. 4: Поведение трех потерь в диапазоне нагрузок.

Выбор самого низкого доступного R _{DS (on)} MOSFET увеличивает C _iss и C _rss, что, в свою очередь, требует более высокого пикового тока возбуждения затвора. Поскольку драйвер затвора не может обеспечить этот пиковый ток за короткий период, полевой МОП-транзистор переключается медленнее (больше tSW и меньше dVDS / dt).Это резко увеличивает значительные потери при переключении сток-исток и потери драйвера затвора. Драйвер затвора испытывает большие потери, связанные с амплитудой пикового тока затвора и увеличенным временем, необходимым для переключения полевого МОП-транзистора.

Получающиеся в результате потери при переключении привода и сток-исток могут заметно ухудшить КПД при более легких нагрузках, а также арифметически снизить комбинированную кривую КПД на величину этих потерь. Это снижает общий КПД, особенно при более легких нагрузках, и смещает точку пикового КПД в сторону более высоких нагрузок.

Ощущаемая выгода от уменьшенного R _{DS (on)} действительно снижает потери проводимости, но его общий эффект несколько незначителен. Потери проводимости в основном ответственны за «извилистость» кривой КПД. Степень кривизны становится меньше для более низких R _{DS (on)} s. Увеличение КПД за счет уменьшенного R _{DS (on)} только арифметическое. На потери проводимости по-прежнему преобладает квадрат тока стока.Это помогает при более высоких нагрузках, когда эффективность определяется потерями проводимости. В случае Рис. 4 увеличение коммутационных и управляющих потерь было больше, чем улучшение повышенного уровня эффективности и кривизны. Это очень возможный исход.

Для среднего инженера, не совсем понимающего физическое влияние полевых МОП-транзисторов, выбор полевого МОП-транзистора делается один раз, и результаты принимаются. Для информированного разработчика это приемлемо только при более тщательном изучении поведения полевого МОП-транзистора.

При выборе лучшего MOSFET для импульсного источника питания возникает множество тонких аспектов. Небольшое элементарное понимание конструкции полевого МОП-транзистора, а также того, как его взаимозависимые параметры влияют на характеристики источника питания, позволяет разработчику понять, почему переход от стандартных планарных МОП-транзисторов к полевым МОП-транзисторам с суперпереходом является убедительным.