Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Computer Controls
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Jak czytać karty katalogowe MOSFETów - część 1

ghost666 22 Cze 2015 22:40 3477 7
  • Jeśli chodzi o odczytywanie danych z art katalogowych tranzystorów polowych MOSFET trzeba wiedzieć, czego szukać. Część parametrów jest opisana w sposób bardzo prosty i przystępny (BVDSS, RDS(ON) czy ładunek bramki), ale inne są już co najmniej ciężkie do zrozumienia (ID, krzywe SOA) a jeszcze inne czasami zupełnie nieprzydatne (jak np. czasy przełączania). W rozpoczynanym właśnie cyklu artykułów spróbujemy zdemistyfikować karty katalogowe tranzystorów polowych, tak że czytający będzie w stanie bez problemu odnajdywać interesujące go dane. Pozwoli to też uniknąć wszelkich niejasności, które często wprowadzane są rozmyślnie przez producentów tranzystorów tego rodzaju, aby ich produkty wyglądały lepiej na papierze.

    W pierwszej części skupimy się na parametrach UIS i związanych z zjawiskiem lawinowym. UIS to tak zwane nietłumione przełączanie indukcyjne. Parametr ten od dawna jest bardzo użytecznym jeśli chodzi o opisywanie tranzystorów MOSFET. W kartach katalogowych pojawił się w połowie lat '80 XX wieku i od tego czasu jest chętnie wykorzystywany przez inżynierów, gdyż pozwala na projektowanie niezawodnych układów i systemów, ponieważ pozwala na lokalizację bardziej zawodnych elementów. Słaby UIS układu lub duży spadek w funkcji temperatury (ponad 30% od 25°C do 125°C) powinien podnieść czerwoną flagę u projektanta - te układy są bardziej skłonne do awarii niż inne. Dodatkowo trzeba być świadomym, że ten parametr często podlega marketingowym sztuczkom producentów, chcących aby ich produkty wydawały się lepsze w warunkach przebicia lawinowego.

    Testowanie UIS realizowane jest w układzie, jaki zaprezentowany jest na poniższym schemacie. Podaje się napięcie zasilania w klasyczny sposób na tranzystor polowy i póki jest wyłączony mierzy się upływ. Po włączeniu tranzystora prąd induktora stabilnie zwiększa się, a gdy osiągnie zadany próg FET jest wyłączany. W takiej sytuacji napięcie równe L * di/dt, które generuje się równolegle z FETem z łatwością przekracza napięcie przebicia lawinowego MOSFETa. W takiej sytuacji aktywacji ulega wbudowany, pasożytniczy tranzystor bipolarny w strukturze tranzystora polowego, którego aktywacja efektywnie powoduje lawinowe przebicie FETa. Opisany test powtarza się zwiększając prąd aż do momentu, w którym nastąpi uszkodzenie elementu elektronicznego, co wykrywane jest poprzez początkowy pomiar prądu upływu elementu.

    Jak czytać karty katalogowe MOSFETów - część 1


    Równanie E = ? LI? pozwala na obliczenie energii w lawinie w tranzystorze. To jest punkt, w którym zaczyna się cała historia. Poprzez zmianę wartości indukcyjności cewki w układzie można zmieniać poziom przykładanego do testowanego układu udaru. Jak łatwo się domyślić, im większa jest indukcyjność tego elementu tym mniejszy prąd UIS potrzebny jest do uszkodzenia testowanego tranzystora. Jednakże ten niewielki prąd nie jest zmieniany przez wartość indukcyjności w równaniu na energię lawiny w tranzystorze, co oznacza, że wartość ta spada, nawet jeśli prąd zmniejsza się. Poniższa tabelka pokazuje wyniki testów tranzystora polowego CSD18502KCS - jest to tranzystor mocy z rodziny NexFET? produkowany przez Texas Instruments.

    Jak czytać karty katalogowe MOSFETów - część 1


    Najtrudniejszy test, przeprowadzony przy wysokim prądzie następuje z najmniejszą wartością indukcyjności w układzie, równą 0,1 mH. W przypadku tego producenta, wszystkie układu wprowadzane do produkcji testowane są przy tak małej wartości indukcyjności, która jest umieszczona w karcie katalogowej przy wartości energii przebicia lawinowego Jednakże, jako że nie istnieje żaden standard, przyjęty w przemyśle, co do wartości indukcyjności tego elementu w systemie testującym, różni producenci testują UIS przy różnych wartościach indukcyjności. Powoduje to wrażenie, że układy te są w stanie znieść przebicia lawinowe o większej energii. Projektanci systemów elektronicznych muszą zapoznawać się każdorazowo analizując kartę katalogową pod kątem UIS, przy jakiej wartości indukcyjności został on zmierzony.

    W kolejnej części cyklu skupimy się na wykresach SOA, czyli pokazujących bezpieczny zakres pracy, który umieszczany jest w każdej karcie katalogowej tranzystora MOSFET.

    Źródło:

    https://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2015/04/25/fet-datasheets-demystified-part-1

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • Computer Controls
  • #2
    willyvmm
    Poziom 27  
    Swietny pomysl na taki cykl artykulow.

    Zaproponowal bym jeszcze jako uzupelnienie, praktyczna analize przytoczonego przykladu, jakie wnioski mozna wyciagnac z przytoczonego przykladu itp.
  • #3
    michalko12
    Specjalista - Mikrokontrolery
    Wszystko ok, tylko brak w tym artykule przykładów pokazujących elementy ze złą i dobrą wartością tego parametru lub właśnie przykład naginania rzeczywistości przez producentów.
  • Computer Controls
  • #4
    miono
    Poziom 15  
    Jak ktoś chce się czegoś nauczyć to lepiej sięgnąć po archiwum EP lub EdW bo tam tematy mosfetów były wałkowane wielokrotnie i wszystko ładnie opisane. Po za tym to jest tylko tłumaczenie materiałów udostępnionych przez TI.
  • #5
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    @willyvmm - Postaram się na przyszłość uzupełniać artykuł o jakiś komentarz, zwłaszcza odnośnie fizycznej strony opisywanych parametrów.

    @michalko12 - Nie ma elementów 'dobrych' i 'złych' na rynku. Są elementy lepsze i gorsze od siebie nawzajem, a powyższy artykuł, a w zasadzie cała seria artykułów ma za zadanie uczulić elektroników na niuanse kart katalogowych FETów, tak żeby można było je między sobą porównywać.

    @miono - Czy te archiwa są ogólnodostępne? pytam zupełnie poważnie. Bo jeśli nie, to równie dobrze można sięgać/odsyłać do książek z Podstaw Elektrotechniki czy Teorii Obwodów itp. Tak, jest to tłumaczenie materiału ze strony TI.
  • #6
    miono
    Poziom 15  
    ghost666 napisał:

    @miono - Czy te archiwa są ogólnodostępne? pytam zupełnie poważnie. Bo jeśli nie, to równie dobrze można sięgać/odsyłać do książek z Podstaw Elektrotechniki czy Teorii Obwodów itp. Tak, jest to tłumaczenie materiału ze strony TI.

    EdW są dostępne http://elportal.pl/podstawy-elektroniki/ - jest tam ponad 20 części kursu o tranzystorach w tym klika o MOSFETach.
    EP też część informacji widzę że jest dostępna wystarczy w google wpisać "Elektronika praktyczna mosfet".
  • #7
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    miono napisał:
    ghost666 napisał:

    @miono - Czy te archiwa są ogólnodostępne? pytam zupełnie poważnie. Bo jeśli nie, to równie dobrze można sięgać/odsyłać do książek z Podstaw Elektrotechniki czy Teorii Obwodów itp. Tak, jest to tłumaczenie materiału ze strony TI.

    EdW są dostępne http://elportal.pl/podstawy-elektroniki/ - jest tam ponad 20 części kursu o tranzystorach w tym klika o MOSFETach.
    EP też część informacji widzę że jest dostępna wystarczy w google wpisać "Elektronika praktyczna mosfet".


    Bardzo fajne kursy, ale są adresowane do początkujących - cykl, który tłumaczę ze strony TI jednak adresowany jest do osób, które wiedzą jak działa FET i chcą znać różnego rodzaju niuanse.
  • #8
    miono
    Poziom 15  
    ghost666 napisał:

    Bardzo fajne kursy, ale są adresowane do początkujących - cykl, który tłumaczę ze strony TI jednak adresowany jest do osób, które wiedzą jak działa FET i chcą znać różnego rodzaju niuanse.

    W sumie to racja jednak w EP kojarzy mi się że były też kursy bardziej zaawansowane.