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

Jak czytać karty katalogowe MOSFETów - część 4

ghost666 06 Lip 2015 16:34 1857 0
  • Witam w kolejnej, już czwartej, części cyklu artykułów, poświęconych analizie kart katalogowych tranzystorów MOSFET. W https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=3055374&highlight= poprzedniej części omawiane były stacjonarne parametry dotyczące maksymalnego prądu obciążenia. W części czwartej pochylimy się nad maksymalnym prądem impulsowym MOSFETa i sposobem w jaki się go definiuje w kartach katalogowych.

    Maksymalny prąd impulsowy (IDM), to parametr który znajduje się na pierwszej stronie karty katalogowej każdego tranzystora polowego. Podobnie jak maksymalny prąd stały, prąd impulsowy wyliczany jest teoretycznie. Odmiennie od maksymalnego prądu ciągłego, do wyliczania prądu impulsowego korzysta się tylko z parametrów termicznych tranzystora. IDM jest funkcją ograniczeń termicznych, zależnych od RθJC dla danej długości trwania impulsu i wypełnienia przebiegu. Parametry te zazwyczaj są specyfikowane pod tabelami z zebranymi wartościami IDM dla danego tranzystora FET.

    Omówmy wyliczenia te na przykładzie tranzystora CSD17579Q5A. Jest to 30 V MOSFET z kanałem typu N. Karta katalogowa tego tranzystora specyfikuje maksymalny prąd impulsowy jako 105 A. Założone do wyliczenia impulsy są krótsze lub równe 100 µs, a współczynnik wypełnienia przebiegu wynosi 1%. Aby wyznaczyć przejściową impedancję termiczną, wykorzystaną do wyznaczenia prądu impulsowego, odniesiemy się do znormalizowanej impedancji termicznej, pokazanej na rysunku pierwszym, poniżej. Jeśli spojrzymy na linię brązową (1% wypełnienia przebiegu) przy 100 µs widzimy współczynnik normalizacyjny równy 0,12. Wykorzystamy go do wyznaczenia maksymalnej mocy i przez to maksymalnego prądu, jaki układ może przenieść w czasie trwania impulsu w sygnale o takim wypełnieniu. Wartość 0,12 mnożymy przez stałoprądowe RθJC (4,3˚C/W), otrzymując w ten sposób przejściowe-impulsowe ZθJC równe 0,52˚C/W.

    Jak czytać karty katalogowe MOSFETów - część 4
    Rys.1.Znormalizowana przejściowa impedancja termiczna tranzystora CSD17579Q5A.


    Wykorzystując wartość impedancji termicznej wyznaczyć możemy maksymalny prąd, analogicznie jak zrobiliśmy to w poprzedniej części dla prądu stałego. Z obliczeń otrzymamy 119 A. Ale! w karcie katalogowej podane jest tylko 105 A, skąd ta różnica? Jeśli spojrzymy na krzywą SOA (pokazana poniżej na rysunku 2), to zauważyć możemy, że linia dla 100 µs krzyżuje się z ograniczeniem wynikającym z RDS(on), co uniemożliwia dojście do 119 A, jakie wyznaczono z impedancji termicznej. Przecięcie następuje przy prądzie równym 105 A. W takim też przypadku prąd ogranicza się poprzez fizyczne ograniczenia układu, takie jak RDS(on).

    Jak czytać karty katalogowe MOSFETów - część 4
    Rys.2. Krzywa SOA dla tranzystora CSD17579Q5A.


    Ograniczenia prądowe wyznaczane są dla wszystkich większych impulsów, jakie widać na krzywej SOA. Wartości prądu podawane są takie jak według wyliczeń, o ile nie natrafiają one na ograniczenia wynikające z RDS(on_ MOSFETa.

    Ponieważ ograniczenie maksymalnego impulsowego prądu jest tworem czysto teoretycznym, przed wypuszczeniem karty katalogowej producenci starają się sprawdzić czy wyznaczone wartości są bliskie prawdy. Niestety stanowiska testowe wielu producentów ograniczają się do prądu na poziomie około 400 A. Dla części z nich oznacza to, że ta wartość jest maksymalną, jaką podają w kartach katalogowych. Z kolei inni producenci nie przejmują się tym i podają wyższe, wyznaczone obliczeniowo wartości, niezależnie od tego jak nierozsądnie one brzmią. Spójrzmy w tabelę poniżej, która pokazuje jak wysoki jest prąd impulsowy wyznaczony teoretycznie dla najkrótszych impulsów dla tranzystora CSD17570Q5B (RDS(on) = 0,69 mΩ i impedancja termiczna równa 0,8˚C/W dla prądu stałego). Ta demonstracja pokazuje, jak dalece zawyżone mogą być wartości impulsowego prądu maksymalnego, podawane przez niektórych producentów, nie przejmujących się testowaniem realności wyznaczonych w obliczeniach wartości.

    Jak czytać karty katalogowe MOSFETów - część 4


    W kolejnej części cyklu, przeprowadzimy podobną analizę prądu impulsowego, aby powiązać jego maksymalną wartość z jeszcze innymi parametrami tranzystora MOSFET.

    Źródło:

    https://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archiv...fet-data-sheets-part-4-mosfet-switching-times

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9439 postów o ocenie 7378, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.