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 5

ghost666 17 Lip 2015 23:01 1869 0
  • Witam w kolejnej, piątej, części cyklu dotyczącej analizowania kart katalogowych tranzystorów MOSFET. W poprzedniej części cyklu omawialiśmy parametry związane z pracą impulsową tranzystora, w szczególności maksymalny prąd impulsowy. W piątej części pozostaniemy w reżimie pracy impulsowej i przyjrzymy się szeregowi rzadziej przytaczanych parametrów tranzystora polowego, związanych z pracą impulsową. Spojrzymy też na ile (i czy w ogóle) parametry opisane poniżej mają na prawdę wpływ na działanie tranzystora w układzie.

    Z jednej strony, parametry przełączania tranzystora FET takie jak wyjściowy ładunek (QOSS) czy zaporowy ładunek regeneracji diody wbudowanej w strukturę tranzystora (Qrr) są istotnymi elementami, tego jak kształtują się straty energetyczne podczas przełączania tranzystora MOSFET przy dużych częstotliwościach pracy. Jednakże, podobnie jak w poprzednich cyklach, koniecznie trzeba zwrócić uwagę, że nie do końca poprawne jest porównywanie tranzystorów FET opierając się o te parametry, bez porównywania warunków, przy jakich je zmierzono i testowano w konkretnym tranzystorze.

    Rysunek pierwszy, pokazany poniżej, pokazuje wartości ładunku wyjściowego czy zaporowego ładunku regeneracji, jako dwie strony tej samej monety, mierzone przy dwóch różnych wartościach dI/dt na tranzystorze MOSFET CSD18531Q5A. Po lewej stronie zmierzono Qrr przy 360 A/µs, wynikiem czego wyznaczono łądunek równy 85 nC. Po prawej stronie widzimy przebieg otrzymany przy prędkości narastania 2000 A/µs co dało Qrr = 146 nC. Jako że nie istnieje przemysłowy standard tego pomiaru, różne firmy wykorzystują różne szybkości narastania prądu (dI/dt) przy tego rodzaju pomiarach (nawet tak niskie jak 100 A/µs) aby sprawić wrażenie wyjątkowo niskiego ładunku Qrr w ich tranzystorach MOSFET.

    Jak czytać karty katalogowe MOSFETów - część 5
    Rys.1. Pomiar ładunku Qrr i QOSS dla tranzystora CSD18531Q5A przy dI/dt równym 360 A/µs (po lewej) i 2000 A/µs (po prawej).


    Qrr może zależeć silnie od prądu diody w kierunku przewodzenia (If) szybciej niż od prędkości dI/dt. Dlatego też istotny jest prąd If przy jakim zmierzono ładunek Qrr opisany w karcie katalogowej FETa. Aby skomplikować sprawy jeszcze bardziej, nie w każdej karcie katalogowej tranzystora MOSFET odnajdziemy osobno opisany i wyszczególniony ładunek QOSS - w szeregu przypadków włącza się go w specyfikację ładunku Qrr FETa. Dodatkowo, oprócz opisanych powyżej warunków przeprowadzania pomiaru, definicji ładunków Qrr i QOSS, istotnymi czynnikami są pasożytnicze induktancje i mocno subiektywne metodologie adaptowane przez producentów tranzystorów MOSFET przy tych pomiarach. Z tych też powodów nie jest w zasadzie możliwe porównywanie różnych tranzystorów polowych różnych producentów, patrząc jedynie na wartości opisanych powyżej ładunków.

    Jaka płynie z tego nauka? jakkolwiek parametry te nie są nieistotne i powinny mieć one wpływ na projektowany system przy pracy impulsowej, to ich wartości nie mogą być wykorzystywane do porównywania i dobierania elementów do projektu gdyż zależą one mocno od sposobu przeprowadzenia pomiaru, który nie jest w żaden sposób ustandaryzowany.

    Ostatnim opisanym w tej części cyklu parametrem jest czasy przełączania tranzystora. Te cztery parametry - opisane na wykresie pokazanym na rysunku drugim - pojawiają się w zasadzie w każdej karcie katalogowej tranzystora polowego. Jednakże bardzo mocno zależą one od płytki drukowanej na jakiej testuje się układ oraz od warunków przeprowadzania testy. Zależność ta jest tak mocna, że przez szereg specjalistów od MOSFETów, są one nazywane "najbardziej nieprzydatnym parametrem w karcie katalogowej FETa"

    W swoim założeniu parametry te miały dawać ogląd na to jak szybki jest dany tranzystor FET, ale tak na prawdę parametr odzwierciedla bardziej siłę drivera tranzystora i prąd drenu, a nie jest odzwierciedleniem parametrów samego MOSFETa. Texas Instruments szczyci się, że podaje opisane tutaj parametry przy nominalnym prądzie elementu, a nie przy prądzie drenu na przykład na poziomie 1 A, jak czyni to część producentów tych elementów, co powoduje, że ich FETy wydają się szybsze (chociaż nie są).

    Dużo bardziej miarodajnymi parametrami niż opisane powyżej czasy, jeśli chodzi o prędkość przełączania są parametry związane z bramką - ładunek bramki i wewnętrzna rezystancja bramki Rg, które są dużo mniej podatne na zakłócenia, związane z metodologią i warunkami realizacji pomiaru.

    Jak czytać karty katalogowe MOSFETów - część 5
    Rys.2. Przebiegi sygnałów na MOSFETcie, definiujące czasy przełączania umieszczane w kartach katalogowych tych elementów.


    Mam nadzieję (razem z autorem poradnika - przyp. red.), że czas poświęcony na czytanie powyższego artykułu nie był zmarnowany o pomoże on lepiej analizować karty katalogowe tranzystorów MOSFET w przyszłości. Lepsze i głębsze zrozumienie parametrów zawartych w kartach katalogowych tranzystorów polowych, pozwoli na efektywniejsze ich dobieranie do konkretnych aplikacji i ograniczy wszelkie dwuznaczności, związane z brakiem kompletu standardów pomiarowych.

    Źródło: https://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2015/07/16/understanding-mosfet-data-sheets-part-5-switching-parameters

    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 9467 postów o ocenie 7222, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.