Оглавление
- Введение
- Строение полевого транзистора
- Зачем нужна маркировка
- Планарные MOSFETS транзисторы
- Цоколёвка
- IRFP460APBF MOSFET — описание производителя. Даташиты. Основные параметры и характеристики. Поиск аналога. Справочник
- IRFP460APBF Datasheet (PDF)
- Где используются полевые транзисторы?
- Справочник по отечественным мощным транзисторам.
- P-канальные MOSFET транзисторы одноканальные
- Схемы включения
- IRFZ44EPBF MOSFET — описание производителя. Даташиты. Основные параметры и характеристики. Поиск аналога. Справочник
- IRFZ44EPBF Datasheet (PDF)
- ШИМ регулятор мощности.
- Справочник конденсаторов электролитических, керамических и металлопленочных.
- Сравнение IGBT с MOSFET
- Подведем итог
Введение
Семейство p-канальных MOSFET-транзисторов компании IXYS обладает всеми основными преимуществами сопоставимых n-канальных MOSFET, такими как очень быстрое переключение, управление с помощью уровня напряжения затвора, простота параллельного соединения и высокая температурная стабильность. Оптимизация паразитного p-n-p-транзистора позволила получить приборы с отличной стабильностью к лавинному пробою . По сравнению с n-канальными силовыми MOSFET со схожей топологией, p-канальные транзисторы имеют лучшую FB-SOA (область безопасной работы при прямом токе) и практически имеют иммунитет к феномену одиночного эффекта выгорания (Single Event Burnout — открытие паразитного биполярного транзистора под воздействием космического излучения: приводит к разрушению прибора) . Но главным преимуществом p-канальных силовых MOSFET является простота управления в схемах верхнего ключа .
Источник питания для управления p-канальным транзистором в схеме верхнего ключа может быть однополярным, в то время как управление n-канальным MOSFET в схеме верхнего ключа требует наличия либо изолированного драйвера, либо импульсного трансформатора, который во многих случаях может работать некорректно. Более того, во многих случаях драйвер нижнего ключа может успешно управлять p-канальным MOSFET в верхнем включении. Такое решение часто позволяет упростить драйвер и снизить общую итоговую стоимость изделия. Главный же недостаток p-канальных MOSFET — более высокое сопротивление в открытом состоянии (Rds(on)) по сравнению с n-канальными транзисторами. Это означает, что стоимостная эффективность решения на p-канальных MOSFET напрямую связана с оптимизацией по параметру Rds(on) .
Рис. 1. MOSFET
а) p-канальный;
б) n-канальный
Компания IXYS разработала два семейства p-канальных MOSFET, перекрывающих диапазон напряжений от –50 до –600 В и диапазон токов ID25 от –10 до –170 А. Таблица для выбора находится на сайте www.ixyspower.com. p-канальные Trench MOSFET в диапазоне от –50 до –150 В предлагают очень низкое сопротивление канала в открытом состоянии, низкий заряд затвора, быстрое переключение и быстрый встроенный диод. Планарные p-канальные MOSFET семейства Polar имеют превосходные динамические и статические характеристики в области напряжений от –100 до –600 В. Оба семейства доступны в лучших в отрасли изолированных корпусах семейства ISOPLUS.
Строение полевого транзистора
Давайте еще раз рассмотрим структуру полевого транзистора.
Имеем “кирпич” полупроводникового материала P-проводимости. Как вы помните, основными носителями в полупроводнике P-типа являются дырки, поэтому, их концентрация намного больше, чем электронов. Но электроны также есть и в P-полупроводнике. Как вы помните, электроны в P-полупроводнике – это неосновные носители и их концентрация очень мала, по сравнению с дырками. “Кирпич” P-полупроводника носит название Подложки. От подложки выходит вывод с таким же названием: подложка.
Другие слои – это материал N+ типа, диэлектрик, металл. Почему N+, а не просто N? Дело в том, что этот материал сильно легирован, то есть концентрация электронов в этом полупроводнике очень большая. От полупроводников N+ типа, которые располагаются по краям, отходят два вывода: Исток и Сток.
Между Истоком и Стоком через диэлектрик располагается металлическая пластинка, от который идет вывод. Называется этот вывод Затвором. Между Затвором и другими выводами нет никакой электрической связи. Затвор вообще изолирован от всех выводов транзистора, поэтому МОП-транзистор также называют транзистором с изолированным затвором.
Мы видим, что полевой транзистор на схеме имеет 4 вывода (Исток, Сток, Затвор и Подложка), а реальный транзистор имеет только 3 вывода.
В чем прикол? Дело все в том, что Подложку обычно соединяют с Истоком. Иногда это уже делается в самом транзисторе еще на этапе разработки. В результате того, что Исток соединен с Подложкой, у нас образуется диод между Стоком и Истоком, который иногда даже не указывается в схемах, но всегда присутствует:
Поэтому, следует соблюдать цоколевку при подключении МОП-транзистора в схему.
Зачем нужна маркировка
Современному радиолюбителю сейчас доступны не только обычные компоненты с выводами, но и такие маленькие, темненькие, на которых не понять что написано, детали. Они называются “SMD”. По-русски это значит “компоненты поверхностного монтажа”. Их главное преимущество в том, что они позволяют промышленности собирать платы с помощью роботов, которые с огромной скоростью расставляют SMD-компоненты по своим местам на печатных платах, а затем массово “запекают” и на выходе получают смонтированные печатные платы. На долю человека остаются те операции, которые робот не может выполнить. Пока не может.
Маркировка на практике
Применение чип-компонентов в радиолюбительской практике тоже возможно, даже нужно, так как позволяет уменьшить вес, размер и стоимость готового изделия. Да ещё и сверлить практически не придётся
Другое важное качество компонентов поверхностного монтажа заключается в том, что благодаря своим малым размерам они вносят меньше паразитных явлений
Дело в том, что любой электронный компонент, даже простой резистор, обладает не только активным сопротивлением, но также паразитными ёмкостью и индуктивностью, которые могут проявится в виде паразитных сигналов или неправильной работы схемы. SMD-компоненты обладают малыми размерами, что помогает снизить паразитную емкость и индуктивность компонента, поэтому улучшается работа схемы с малыми сигналами или на высоких частотах.
Разнообразные корпуса транзисторов.
Маркировка SMD компонентов
SMD компоненты все чаще используются в промышленных и бытовых устройствах. Поверхностный монтаж улучшил производительность по сравнению с обычным монтажом, так как уменьшились размеры компонентов, а следовательно и размеры дорожек. Все эти факторы снизили паразитические индуктивности и емкости в электрических цепях.
Код | Сопротивление |
101 | 100 Ом |
471 | 470 Ом |
102 | 1 кОм |
122 | 1.2 кОм |
103 | 10 кОм |
123 | 12 кОм |
104 | 100 кОм |
124 | 120 кОм |
474 | 470 кОм |
Маркировка импортных SMD
Маркировка импортных SMD транзисторов происходит в основном по нескольким принятым системам. Одна из них – это система маркировки полупроводниковых приборов JEDEC.Согласно ей первый элемент – это число п-н переходов, второй элемент – тип номинал, третий – серийный номер, при наличие четвертого – модификации.
Вторая распространенная система маркировка – европейская. Согласно ей обозначение SMD транзисторов происходит по следующей схеме: первый элемент – тип исходного материала, второй – подкласс прибора, третий элемент – определение применение данного элемента, четвертый и пятый – основную спецификацию элемента.
Третьей популярной системой маркировки является японская. Эта система скомбинировала в себе две предыдущие. Согласно ей первый элемент – класс прибора, второй – буква S, ставится на всех полупроводниках, третий – тип прибора по исполнению, четвертый – регистрационный номер, пятый – индекс модификации, шестой – (необязательный) отношение к специальным стандартам.
Что бы к Вам ни попало в руки, для полной идентификации данного элемента следует применять маркировочные таблицы и по ним определить все характеристики данного элемента. По оценкам специалистов соотношение между производством ЭРЭ в обычном и SMD-исполнении должно приблизиться к 30:70. Многие радиолюбители уже начинают с успехом осваивать применение SMD в своих конструкциях.
Планарные MOSFETS транзисторы
D-PAK (доступны в корпусах I-Pak)
30 В |
30V, 46A, 19 mOhm, 33.3 nC Qg, Logic Level, D-Pak |
|
40 В |
40V, 87A, 9.2 mOhm, 48 nC Qg, D-Pak |
|
55 В |
55V, 71A, 13 mOhm, 62 nC Qg, D-Pak |
|
75 В |
75V, 42A, 26 mOhm, 74 nC Qg, D-Pak |
|
100 В |
100V, 32A, 44 mOhm, 48 nC Qg, D-Pak |
D2PAK (доступны в корпусах TO-262)
30 В |
30V, 200A, 3 mOhm, 75 nC Qg, Logic Level, D2-Pak |
|
40 В |
40V, 160A, 4 mOhm, 93.3 nC Qg, Logic Level, D2-Pak |
|
40V, 162A, 4 mOhm, 160 nC Qg, D2-Pak |
||
55 В |
55V, 104A, 8 mOhm, 86.7 nC Qg, Logic Level, D2-Pak |
|
55V, 135A, 4.7 mOhm, 150 nC Qg, D2-Pak |
||
75 В |
75V, 105A, 7 mOhm, 150 nC Qg, D2-Pak |
|
100 В |
100V, 80A, 15 mOhm, 81 nC Qg, D2-Pak |
|
100V, 103A, 11.6 mOhm, 100 nC Qg, D2-Pak |
TO-220 и TO-247
30 В |
30V, 200A, 3 mOhm, 75 nC Qg, Logic Level, TO-220AB |
|
40 В |
40V, 160A, 4 mOhm, 93.3 nC Qg, Logic Level, TO-220AB |
|
40V, 162A, 4 mOhm, 160 nC Qg, TO-220AB |
||
55 В |
55V, 133A, 5.3 mOhm, 170 nC Qg, TO-220AB |
|
55V, 160A, 5.3 mOhm, 120 nC Qg, TO-247AC |
||
75 В |
75V, 177A, 4.5 mOhm, 410 nC Qg, TO-247AC |
|
100 В |
100V, 80A, 15 mOhm, 81 nC Qg, TO-220AB |
|
100V, 51A, 250 mOhm, 66.7 nC Qg, TO-247AC |
Цоколёвка
IRFP460 выполнен в усиленном корпусе TO-247, который применяется там, где высокие уровни мощности не допускают использование универсального ТО-220, и немного превосходит более раннюю версию ТО-218. Для крепления его на радиатор имеется специальное изолированное отверстием в центре. Если смотреть на маркировку (рисунок ниже), то слева направо находятся выводы: затвора (З), стока (С) и истока (И).
Устройство не содержит свинца (Pb-free), о чём указанно в самом начале технического описания (datasheet). Допускается его монтаж на плату с помощью дешёвых оловянно-свинцовых припоев, никак не влияющих на последующую работу изделия в целом. Этим моментом пользуются производители, везущие свою продукцию в страны, где пока не требуется выполнение стандартов по соблюдению экологических норм.
IRFP460APBF MOSFET — описание производителя. Даташиты. Основные параметры и характеристики. Поиск аналога. Справочник
Наименование прибора: IRFP460APBF
Тип транзистора: MOSFET
Полярность: N
Максимальная рассеиваемая мощность (Pd): 280
W
Предельно допустимое напряжение сток-исток |Uds|: 500
V
Предельно допустимое напряжение затвор-исток |Ugs|: 30
V
Пороговое напряжение включения |Ugs(th)|: 4
V
Максимально допустимый постоянный ток стока |Id|: 20
A
Максимальная температура канала (Tj): 150
°C
Общий заряд затвора (Qg): 105
nC
Время нарастания (tr): 55
ns
Выходная емкость (Cd): 480
pf
Сопротивление сток-исток открытого транзистора (Rds): 0.27
Ohm
Тип корпуса:
IRFP460APBF
Datasheet (PDF)
0.1. irfp460apbf.pdf Size:206K _international_rectifier
PD- 94853SMPS MOSFETIRFP460APbFHEXFET Power MOSFETApplicationsVDSS Rds(on) max IDl Switch Mode Power Supply ( SMPS )l Uninterruptable Power Supply 500V 0.27 20Al High speed power switchingl Lead-FreeBenefitsl Low Gate Charge Qg results in SimpleDrive Requirementl Improved Gate, Avalanche and dynamicdv/dt Ruggednessl Fully Characterized Capacitance andAvalanc
0.2. irfp460apbf.pdf Size:212K _inchange_semiconductor
INCHANGE Semiconductorisc N-Channel MOSFET Transistor IRFP460APBFFEATURESWith TO-247 packagingUninterruptible power supplyHigh speed switching100% avalanche testedMinimum Lot-to-Lot variations for robust deviceperformance and reliable operationzAPPLICATIONSSwitching applicationsABSOLUTE MAXIMUM RATINGS(T =25)aSYMBOL PARAMETER VALUE UNITV Drain-So
6.1. irfp460as.pdf Size:115K _international_rectifier
PD-94011ASMPS MOSFETIRFP460ASHEXFET Power MOSFETApplications SMPS, UPS, Welding and High SpeedVDSS Rds(on) max IDPower Switching500V 0.27 20ABenefits Dynamic dv/dt Rating Repetitive Avalanche Rated Isolated Central Mounting Hole Fast Switching Ease of Paralleling Simple Drive Requirements Solder plated and leadformed for surface mountingDescriptionThird
6.2. irfp460a.pdf Size:95K _international_rectifier
PD- 91880SMPS MOSFETIRFP460AHEXFET Power MOSFETApplicationsVDSS Rds(on) max ID Switch Mode Power Supply ( SMPS ) Uninterruptable Power Supply 500V 0.27 20A High speed power switchingBenefits Low Gate Charge Qg results in SimpleDrive Requirement Improved Gate, Avalanche and dynamicdv/dt Ruggedness Fully Characterized Capacitance andAvalanche Voltage and Current
6.3. irfp460a sihfp460a.pdf Size:180K _vishay
IRFP460A, SiHFP460AVishay SiliconixPower MOSFETFEATURESPRODUCT SUMMARY Low Gate Charge Qg Results in Simple DriveVDS (V) 500AvailableRequirementRDS(on) ()VGS = 10 V 0.27 Improved Gate, Avalanche and Dynamic dV/dt RoHS*Qg (Max.) (nC) 105 COMPLIANTRuggednessQgs (nC) 26 Fully Characterized Capacitance and Avalanche VoltageQgd (nC) 42 and CurrentConfigurat
Другие MOSFET… IRFP450N
, IRFP450NPBF
, IRFP450PBF
, IRFP450R
, IRFP451R
, IRFP452R
, IRFP453R
, IRFP4568PBF
, APT50M38JLL
, IRFP460B
, IRFP460C
, IRFP460LCPBF
, IRFP460N
, IRFP460NPBF
, IRFP460P
, IRFP460PBF
, IRFP462
.
Где используются полевые транзисторы?
Настоящий уровень технологии позволяет сделать сопротивление открытого канала мощного полевого транзистора (ПТ) достаточно малым – в несколько сотых или тысячных долей Ома!
И это является большим преимуществом, так как при протекании тока даже в десяток ампер рассеиваемая на ПТ мощность не превысит десятых или сотых долей Ватта.
Таким образом, можно отказаться от громоздких радиаторов или сильно уменьшить их размеры.
ПТ широко используются в компьютерных блоках питания и низковольтных импульсных стабилизаторах на материнской плате компьютера.
Из всего многообразия типов ПТ для этих целей используются ПТ с индуцированным каналом.
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 ( h21э 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. (например, КТ829) в справочнике
выделены цветом
Их также можно найти
по коэффициенту усиления, он, как правило, больше 500.
P-канальные MOSFET транзисторы одноканальные
SOT-23
-20 В |
P-Channel, -20V, 2.6A, 135 mOhm, 2.5V Drive capable, SOT-23 |
|
P-Channel, -20V, 4.3A, 54 mOhm, 2.5V Drive capable, SOT-23 |
||
-30 В |
P-Channel, -30V, 1A, 150 mOhm, SOT-23 |
|
P-Channel, -30V, 3.6A, 64 mOhm, SOT-23 |
PQFN 2×2 мм, 3×3 мм
-20 В |
P-Channel, -20V, 8.5A, 31 mOhm, 2.5V Capable PQFN2x2 |
|
-30 В |
||
P-Channel, -30V, 10A, 15 mOhm, PQFN33 |
||
P-Channel, -30V, 8.5A, 37 mOhm, PQFN2x2 |
SO-8 и TSOP-6
-30 В |
IRFTS9342TRPBF |
P-Channel, -30V, 6A, 39 mOhm, TSOP-6 |
P-Channel, -30V, 5.4A, 59 mOhm, SO-8 |
||
P-Channel, -30V, 7.5A, 19 mOhm, SO-8 |
||
P-Channel, -30V, 9A, 17.5 mOhm, SO-8 |
||
P-Channel, -30V, 10A, 12 mOhm, SO-8 |
||
P-Channel, -30V, 15A, 7.2 mOhm, SO-8 |
||
P-Channel, -30V, 16A, 6.6 mOhm, SO-8 |
||
P-Channel, -30V, 21A, 4.6 mOhm, SO-8 |
PQFN 5×6мм
-30 В |
P-Channel, -30V, 23A, 4.6 mOhm, PQFN5X6 |
Схемы включения
Как элемент схемы, он является активным несимметричным четырёхполюсником, одни из выводов у которого общий для цепей входа и выхода. Схемы включения irf840 соответствуют типовому включению в цепях: с общим; с общим стоком; c общим затвором. Типовые способы подключения для полевых транзисторов смотрите на рисунке.
Стабилизатор анодного напряжения
В последнее время у многих радиолюбителей появляется интерес к разработке и сборке анодных стабилизаторов напряжения на мощных mosfet. Идеи для сборки подобных схем подсмотрены в технической документации от компании National Semiconductor и доработаны радиолюбителями на различных форумах. Приведем пример одной из таких схем (c общим затвором) стабилизатора на 250 вольт, с использованием irf840 и микросхемы lm317.
Схема представляет из себя два каскада. В первом каскаде установлен irf840, он выполняет роль истокового повторителя. Во вором каскаде уставлена нагрузка — микросхема lm317. Максимальная величина напряжения между входом и выходом не должна превышать 37 В. Поэтому стабилитроны Z2 и Z3 защищают эту микросхему от напряжения превышающего 30 В.
Резисторы D1, D2, D3, Z3 защищают полупроводниковые устройства от различных нагрузок. R6 нужно поставить для обеспечения ток холостого хода у lm, он должен быть примерно 6.4 мА. Мощность резистора R4 должна быть не менее 30 Вт. Нагрузку обычно подсоединяют с помощью плавкого предохранителя. Микросхему и транзистор необходимо прикрепить на отдельные радиаторы, которые при работе стабилизатора будут достаточно хорошо греться. Указанный стабилизатор выдерживает предельны ток в нагрузке до 110 мА, ограниченный резистором R2.
IRFZ44EPBF MOSFET — описание производителя. Даташиты. Основные параметры и характеристики. Поиск аналога. Справочник
Наименование прибора: IRFZ44EPBF
Тип транзистора: MOSFET
Полярность: N
Максимальная рассеиваемая мощность (Pd): 110
W
Предельно допустимое напряжение сток-исток |Uds|: 60
V
Предельно допустимое напряжение затвор-исток |Ugs|: 20
V
Пороговое напряжение включения |Ugs(th)|: 4
V
Максимально допустимый постоянный ток стока |Id|: 48
A
Максимальная температура канала (Tj): 175
°C
Общий заряд затвора (Qg): 60
nC
Время нарастания (tr): 60
ns
Выходная емкость (Cd): 420
pf
Сопротивление сток-исток открытого транзистора (Rds): 0.023
Ohm
Тип корпуса:
IRFZ44EPBF
Datasheet (PDF)
0.1. irfz44epbf.pdf Size:150K _international_rectifier
PD — 94822IRFZ44EPbFHEXFET Power MOSFET Advanced Process Technology Dynamic dv/dt Rating DVDSS = 60V 175C Operating Temperature Fast SwitchingRDS(on) = 0.023 Fully Avalanche RatedG Lead-FreeID = 48ASDescriptionFifth Generation HEXFETs from International Rectifier utilize advanced processingtechniques to achieve extremely low on-resistance per silicon area.
7.1. irfz44e.pdf Size:96K _international_rectifier
PD — 91671BIRFZ44EHEXFET Power MOSFET Advanced Process TechnologyDVDSS = 60V Dynamic dv/dt Rating 175C Operating Temperature Fast SwitchingRDS(on) = 0.023G Fully Avalanche RatedID = 48ASDescriptionFifth Generation HEXFETs from International Rectifier utilize advanced processingtechniques to achieve extremely low on-resistance per silicon area. Thisbenefi
7.2. irfz44espbf.pdf Size:234K _international_rectifier
PD — 95572IRFZ44ESPbFIRFZ44ELPbFHEXFET Power MOSFETl Advanced Process Technologyl Surface Mount (IRFZ44ES)DVDSS = 60Vl Low-profile through-hole (IRFZ44EL)l 175C Operating TemperatureRDS(on) = 0.023l Fast SwitchingGl Fully Avalanche RatedID = 48Al Lead-FreeSDescriptionFifth Generation HEXFETs from International Rectifier utilize advancedprocessing tec
7.3. irfz44es.pdf Size:163K _international_rectifier
PD — 9.1714IRFZ44ES/LPRELIMINARYHEXFET Power MOSFET Advanced Process TechnologyDVDSS = 60V Surface Mount (IRFZ44ES) Low-profile through-hole (IRFZ44EL) 175C Operating TemperatureRDS(on) = 0.023G Fast Switching Fully Avalanche RatedID = 48ASDescriptionFifth Generation HEXFETs from International Rectifier utilize advancedprocessing techniques to achieve
7.4. irfz44espbf irfz44elpbf.pdf Size:234K _infineon
PD — 95572IRFZ44ESPbFIRFZ44ELPbFHEXFET Power MOSFETl Advanced Process Technologyl Surface Mount (IRFZ44ES)DVDSS = 60Vl Low-profile through-hole (IRFZ44EL)l 175C Operating TemperatureRDS(on) = 0.023l Fast SwitchingGl Fully Avalanche RatedID = 48Al Lead-FreeSDescriptionFifth Generation HEXFETs from International Rectifier utilize advancedprocessing tec
7.5. irfz44e.pdf Size:246K _inchange_semiconductor
INCHANGE Semiconductorisc N-Channel MOSFET Transistor IRFZ44E IIRFZ44EFEATURESStatic drain-source on-resistance:RDS(on) 23mEnhancement modeFast Switching Speed100% avalanche testedMinimum Lot-to-Lot variations for robust deviceperformance and reliable operationDESCRITIONreliable device for use in a wide variety of applicationsABSOLUTE MAXIMUM R
7.6. irfz44es.pdf Size:205K _inchange_semiconductor
INCHANGE Semiconductorisc N-Channel MOSFET Transistor IRFZ44ESFEATURESWith TO-263(D2PAK) packagingUninterruptible power supplyHigh speed switchingHard switched and high frequency circuits100% avalanche testedMinimum Lot-to-Lot variations for robust deviceperformance and reliable operationzAPPLICATIONSSwitching applicationsABSOLUTE MAXIMUM RATINGS(T =2
Другие MOSFET… IRFZ34EPBF
, IRFZ34L
, IRFZ34NLPBF
, IRFZ34NPBF
, IRFZ34NSPBF
, IRFZ34PBF
, IRFZ34S
, IRFZ40PBF
, BUZ90A
, IRFZ44ESPBF
, IRFZ44L
, IRFZ44NLPBF
, IRFZ44NPBF
, IRFZ44NSPBF
, IRFZ44PBF
, IRFZ44R
, IRFZ44RPBF
.
ШИМ регулятор мощности.
Устройство позволяет регулировать обороты асинхронного двигателя вентилятора, рассчитанного на напряжение 220В, в пределах от 10 до 90% от номинальной. Устройство представляет собой ШИМ регулятор на основе электронного ключа. От длительности открытого состояния ключа VT1-VT2 зависит напряжение на электродвигателе, а, следовательно, проскальзывание ротора. Принципиальная электрическая схема регулятора представлена на рис.1. Широтноимпульсный регулятор выполнен на микросхеме DA1. Генератор выполнен на микросхеме IR2153, представляющий собой драйвер мощных полевых транзисторов с изолированным затвором. Микросхема содержит внутренний генератор, аналогичный генератору на таймере серии 555. Особенностью этой микросхемы является наличие интегрированного выходного драйвера плавающего уровня с максимальным рабочим напряжением 600В (у нас он не используется). Внутренний параллельный стабилизатор предотвращает превышение питающего напряжения в 15В, а блокировка по пониженному напряжению выключает оба выхода управления затворами полевых транзисторов, когда напряжение питания падает ниже 9В. Микросхема имеет два управляющих выхода (выв.5,7). Частота внутреннего генератора зависит от номиналов элементов времязадающей цепи R1C1 и равна 0,7кГц. Резистор R3 ограничивает ток затворов, и предохраняют выходные каскады от защелкивания. Питание микросхемы осуществляется через цепь R4,VD4-5,C2. С выхода микросхемы импульсы через резистор R3 поступают на затворы транзисторов VT1-VT2 электронного ключа. Работа ключа описана в . Электронный ключ коммутирует ток нагрузки с частотой ШИМ. Диод VD3 защищает транзисторы электронного ключа от выбросов напряжения. Регулятором можно регулировать и другую нагрузку (нагревательные элементы- плиты, лампы накаливания, паяльники). На рис.2 представлена печатная плата регулятора без силовых транзисторов, а на рис.3 представлена печатная плата с силовыми транзисторами. На каждый 1ватт рассеиваемой мощности транзисторам необходимо 10кв.см площади радиатора. Для обдува радиаторов можно поставить вентилятор от компьютера и запитать его от конденсатора С2. Транзисторы IRF840 коммутируют ток 8А, напряжение 500В. Для более мощной нагрузки необходимо выбрать соответствующие транзисторы. В принципе можно отказаться от диода VD4, поскольку параллельно ему в самой микросхеме DA1 стоит стабилитрон на такое же напряжение стабилизации (просто я не знаю его максимальный ток стабилизации).
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.
Сравнение IGBT с MOSFET
Структуры обоих транзисторов очень похожи друг на друга. Что касается протекания тока, важным отличием является добавление слоя подложки P-типа под слой подложки N-типа в структуре модуля IGBT. В этом дополнительном слое дырки вводятся в слой с высоким сопротивлением N-типа, создавая избыток носителей. Это увеличение проводимости в N-слое помогает уменьшить общее напряжение во включенном состоянии в IGBT-модуле. К сожалению, это также блокирует поток электроэнергии в обратном направлении. Поэтому в схему добавлен специальный диод, который расположен параллельно с IGBT чтобы проводить ток в противоположном направлении.
Подведем итог
Многие из вышеупомянутых фактов касаются исторической основы обоих устройств. Достижения и технологические прорывы в разработке нового оборудования, а также использование новых материалов, таких как карбид кремния (SiC), привели к значительному улучшению производительности этих радиодеталей за последние годы.
МОП-транзистор:
- Высокая частота переключения.
- Лучшие динамические параметры и более низкое энергопотребление драйвера.
- Более низкая емкость затвора.
- Более низкое термосопротивление, которое приводит к лучшему рассеиванию мощности.
- Более короткое время нарастания и спада, что означает способность работать на более высоких частотах.
IGBT модуль:
- Улучшенная технология производства, которая приводит к снижению затрат.
- Лучшая устойчивость к перегрузкам.
- Улучшенная способность распараллеливания схемы.
- Более быстрое и плавное включение и выключение.
- Снижение потерь при включении и при переключении.
- Снижение входной мощности.
В любом случае модули MOSFET и IGBT быстро заменяют большинство старых полупроводниковых и механических устройств, используемых для управления током. Силовые устройства на основе SiC демонстрируют такие преимущества как меньшие потери, меньшие размеры и более высокая эффективность. Подобные инновации будут продолжать расширять пределы использования MOSFET и IGBT транзисторов для схем с более высоким напряжением и большей мощностью.