फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर के पैरामीटर्स: डेटा शीट में क्या लिखा है

पावर इनवर्टर और कई अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आज शायद ही कभी शक्तिशाली MOSFETs (क्षेत्र प्रभाव) या के उपयोग के बिना करते हैं आईजीबीटी ट्रांजिस्टर… यह उच्च-आवृत्ति कन्वर्टर्स जैसे वेल्डिंग इनवर्टर, और विभिन्न घरेलू परियोजनाओं पर लागू होता है, जिनकी योजनाएं इंटरनेट पर भरी हुई हैं।

वर्तमान में उत्पादित पावर सेमीकंडक्टर्स के पैरामीटर 1000 वोल्ट तक के वोल्टेज पर दसियों और सैकड़ों एम्पीयर की धाराओं को स्विच करने की अनुमति देते हैं। आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स बाजार में इन घटकों की पसंद काफी विस्तृत है, और आवश्यक मापदंडों के साथ एक फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर चुनना आज कोई समस्या नहीं है, क्योंकि प्रत्येक स्वाभिमानी निर्माता फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर के एक विशिष्ट मॉडल के साथ आता है। तकनीकी दस्तावेज़ीकरण, जो हमेशा निर्माता की आधिकारिक वेबसाइट और आधिकारिक डीलरों दोनों पर पाया जा सकता है।

निर्दिष्ट बिजली आपूर्ति घटकों का उपयोग करके इस या उस डिवाइस के डिजाइन के साथ आगे बढ़ने से पहले, आपको हमेशा पता होना चाहिए कि आप वास्तव में क्या कर रहे हैं, खासकर जब एक विशिष्ट क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर चुनते हैं।इस उद्देश्य के लिए, वे सूचना पत्रक की ओर रुख करते हैं। एक डेटा शीट एक इलेक्ट्रॉनिक घटक निर्माता का एक आधिकारिक दस्तावेज़ है जिसमें विवरण, पैरामीटर, उत्पाद सुविधाएँ, विशिष्ट आरेख और बहुत कुछ शामिल हैं।

आइए देखें कि डेटा शीट में निर्माता किन मापदंडों को इंगित करता है, उनका क्या मतलब है और वे किस लिए हैं। आइए IRFP460LC FET के लिए एक उदाहरण डेटा शीट देखें। यह काफी लोकप्रिय HEXFET पावर ट्रांजिस्टर है।

HEXFET का तात्पर्य ऐसी क्रिस्टल संरचना से है जहाँ हजारों समानांतर-जुड़े हेक्सागोनल MOSFET कोशिकाएँ एक ही क्रिस्टल में व्यवस्थित होती हैं। इस समाधान ने खुले चैनल आरडीएस (चालू) के प्रतिरोध को काफी कम करना संभव बना दिया और बड़ी धाराओं को स्विच करना संभव बना दिया। हालाँकि, अंतर्राष्ट्रीय सुधारक (IR) से IRFP460LC की डेटा शीट में सीधे सूचीबद्ध मापदंडों की समीक्षा करने के लिए आगे बढ़ते हैं।

देखना अंजीर_IRFP460LC

दस्तावेज़ की शुरुआत में, ट्रांजिस्टर की एक योजनाबद्ध छवि दी गई है, इसके इलेक्ट्रोड के पदनाम दिए गए हैं: जी-गेट (गेट), डी-ड्रेन (ड्रेन), एस-सोर्स (स्रोत), और इसका मुख्य भी मापदंडों को इंगित किया गया है और सूचीबद्ध विशिष्ट गुण हैं। इस मामले में, हम देखते हैं कि यह एन-चैनल एफईटी 500 वी के अधिकतम वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया गया है, इसका खुला चैनल प्रतिरोध 0.27 ओहम है, और इसका सीमित वर्तमान 20 ए है। कम गेट चार्ज इस घटक को उच्च में उपयोग करने की अनुमति देता है स्विचिंग नियंत्रण के लिए कम ऊर्जा लागत पर फ्रीक्वेंसी सर्किट। नीचे एक तालिका (चित्र 1) है जिसमें विभिन्न मोड में विभिन्न मापदंडों के अधिकतम अनुमेय मान हैं।

अंजीर। 1

• आईडी @ टीसी = 25 डिग्री सेल्सियस; कंटीन्यूअस ड्रेन करंट Vgs @ 10V — अधिकतम निरंतर, निरंतर ड्रेन करंट, 25 °C के FET शरीर के तापमान पर, 20 A है। 10 V के गेट-सोर्स वोल्टेज पर।

• आईडी @ टीसी = 100 डिग्री सेल्सियस; कंटीन्यूअस ड्रेन करंट Vgs @ 10V — 100 °C के FET बॉडी टेम्परेचर पर अधिकतम निरंतर, निरंतर ड्रेन करंट 12 A है। 10 V के गेट-सोर्स वोल्टेज पर।

• आईडीएम @ टीसी = 25 डिग्री सेल्सियस; पल्स ड्रेन करंट - 25 °C के FET शरीर के तापमान पर अधिकतम पल्स, शॉर्ट-टर्म ड्रेन करंट 80 A है। स्वीकार्य जंक्शन तापमान के अधीन। चित्र 11 (चित्र 11) प्रासंगिक संबंधों की व्याख्या प्रदान करता है।

• Pd @ Tc = 25 °C बिजली अपव्यय - 25 °C के मामले के तापमान पर, ट्रांजिस्टर केस द्वारा छितरी हुई अधिकतम शक्ति 280 W है।

• रैखिक व्युत्पन्न कारक - मामले के तापमान में प्रत्येक 1 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि के लिए, बिजली अपव्यय अतिरिक्त 2.2 वाट बढ़ जाता है।

• Vgs गेट-टू-सोर्स वोल्टेज - अधिकतम गेट-टू-सोर्स वोल्टेज +30V से अधिक या -30V से कम नहीं होना चाहिए।

• Eas Single Pulse हिमस्खलन ऊर्जा - सीवर में एकल पल्स की अधिकतम ऊर्जा 960 mJ है। अंजीर में एक स्पष्टीकरण दिया गया है। 12 (चित्र 12)।

• हिमस्खलन करंट - अधिकतम इंटरप्टिंग करंट 20 A है।

• कान दोहराव हिमस्खलन ऊर्जा - सीवर में बार-बार स्पंदन की अधिकतम ऊर्जा 28 mJ (प्रत्येक स्पंद के लिए) से अधिक नहीं होगी।

• डीवी / डीटी पीक डायोड रिकवरी डीवी / डीटी - ड्रेन वोल्टेज के बढ़ने की अधिकतम दर 3.5 वी / एनएस है।

• Tj, Tstg जंक्शन संचालन और भंडारण की तापमान सीमा - सुरक्षित तापमान सीमा -55 ° C से + 150 ° C तक होती है।

• टांका लगाने का तापमान, 10 सेकंड के लिए - अधिकतम टांका लगाने का तापमान 300 ° C है, और शरीर से कम से कम 1.6 मिमी की दूरी पर है।

• माउंटिंग टॉर्क, 6-32 या M3 स्क्रू - अधिकतम हाउसिंग माउंटिंग टॉर्क 1.1 एनएम से अधिक नहीं होना चाहिए।

नीचे तापमान प्रतिरोधों की तालिका है (चित्र 2.)। उपयुक्त रेडिएटर चुनते समय ये पैरामीटर आवश्यक होंगे।

अंजीर। 2

• आरजेसी जंक्शन टू केस (क्रिस्टल केस) 0.45 डिग्री सेल्सियस / डब्ल्यू।

• सिंक करने के लिए आरसीएस बॉडी, सपाट, चिकनाई वाली सतह 0.24 डिग्री सेल्सियस / डब्ल्यू

• रजा जंक्शन-से-परिवेश हीटसिंक और परिवेश स्थितियों पर निर्भर करता है।

निम्न तालिका में 25 डिग्री सेल्सियस के मरने के तापमान पर एफईटी की सभी आवश्यक विद्युत विशेषताओं को शामिल किया गया है (चित्र 3 देखें)।

अंजीर

• V (br) dss सोर्स-टू-सोर्स आउटपुट वोल्टेज—सोर्स-टू-सोर्स वोल्टेज जिस पर ब्रेकडाउन होता है वह 500 V है।

• ΔV (br) dss / ΔTj ब्रेकडाउन वोल्टेज तापमान। गुणांक - तापमान गुणांक, ब्रेकडाउन वोल्टेज, इस मामले में 0.59 V / ° C।

• आरडीएस (ऑन) स्रोत और स्रोत के बीच स्थिर प्रतिरोध - 25 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर खुले चैनल के स्रोत और स्रोत के बीच प्रतिरोध, इस मामले में यह 0.27 ओम है। यह तापमान पर निर्भर करता है, लेकिन उस पर और बाद में।

• वीजीएस (वें) ग्रेस थ्रेशोल्ड वोल्टेज - ट्रांजिस्टर पर स्विच करने के लिए थ्रेशोल्ड वोल्टेज। यदि गेट-सोर्स वोल्टेज कम है (इस मामले में 2-4 वी), तो ट्रांजिस्टर बंद रहेगा।

• gfs फॉरवर्ड कंडक्शन - गेट वोल्टेज में बदलाव के लिए ड्रेन करंट में बदलाव के अनुपात के बराबर ट्रांसफर विशेषता का ढलान। इस मामले में, इसे 50 V के ड्रेन-सोर्स वोल्टेज और 20 A. के ड्रेन करंट पर मापा जाता है। इसे Amps / वोल्ट या सीमेंस में मापा जाता है।

• Idss सोर्स-टू-सोर्स लीकेज करंट-ड्रेन करंट सोर्स-टू-सोर्स वोल्टेज और तापमान पर निर्भर करता है। माइक्रोएम्पीयर में मापा जाता है।

• Igss गेट-टू-सोर्स फॉरवर्ड लीकेज और गेट-टू-सोर्स रिवर्स लीकेज-गेट लीकेज करंट। इसे नैनोएम्पीयर में मापा जाता है।

• Qg टोटल गेट चार्ज — वह चार्ज जिसे ट्रांजिस्टर खोलने के लिए गेट को रिपोर्ट किया जाना चाहिए।

• Qgs गेट-टू-सोर्स चार्ज-गेट-टू-सोर्स कैपेसिटी चार्ज।

• Qgd गेट-टू-ड्रेन ("मिलर") चार्ज-संगत गेट-टू-ड्रेन चार्ज (मिलर क्षमता)

इस मामले में, इन मापदंडों को 400 वी के बराबर स्रोत-से-स्रोत वोल्टेज और 20 ए के नाली प्रवाह पर मापा गया था। इन मापों का आरेख और ग्राफ दिखाया गया है।

• td (ऑन) टर्न-ऑन डिले टाइम — ट्रांजिस्टर खोलने का समय।

• tr राइज टाइम - ओपनिंग पल्स (बढ़ती बढ़त) का उदय समय।

• td (बंद) टर्न-ऑफ विलंब समय - ट्रांजिस्टर को बंद करने का समय।

• tf फॉल टाइम - पल्स फॉल टाइम (ट्रांजिस्टर क्लोजिंग, फॉलिंग एज)।

इस मामले में, माप 250 वी के आपूर्ति वोल्टेज पर किया जाता है, 20 ए के नाली प्रवाह के साथ, 4.3 ओम के गेट सर्किट प्रतिरोध और 20 ओम के नाली सर्किट प्रतिरोध के साथ। चित्र 10 ए और बी में योजनाबद्ध और रेखांकन दिखाए गए हैं।

• एलडी आंतरिक नाली अधिष्ठापन - नाली अधिष्ठापन।

• एलएस आंतरिक स्रोत अधिष्ठापन - स्रोत अधिष्ठापन।

ये पैरामीटर ट्रांजिस्टर केस के संस्करण पर निर्भर करते हैं। वे एक ड्राइवर के डिजाइन में महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि वे सीधे कुंजी के समय के मापदंडों से संबंधित हैं, यह विशेष रूप से उच्च-आवृत्ति सर्किट के विकास में महत्वपूर्ण है।

• सिस इनपुट कैपेसिटेंस-पारंपरिक गेट-सोर्स और गेट-ड्रेन परजीवी कैपेसिटर द्वारा गठित इनपुट कैपेसिटेंस।

• कॉस आउटपुट कैपेसिटेंस पारंपरिक सोर्स-टू-सोर्स और सोर्स-टू-ड्रेन परजीवी कैपेसिटर द्वारा बनाई गई आउटपुट कैपेसिटेंस है।

• सीआरएस रिवर्स ट्रांसफर कैपेसिटेंस - गेट-ड्रेन कैपेसिटेंस (मिलर कैपेसिटेंस)।

ये माप 25 वी के स्रोत-से-स्रोत वोल्टेज के साथ 1 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर किए गए थे। चित्र 5 स्रोत-से-स्रोत वोल्टेज पर इन मापदंडों की निर्भरता को दर्शाता है।

निम्न तालिका (चित्र 4 देखें) पारंपरिक रूप से स्रोत और नाली के बीच स्थित एक एकीकृत आंतरिक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर डायोड की विशेषताओं का वर्णन करती है।

चित्र 4

• निरंतर स्रोत करंट (बॉडी डायोड) है - डायोड का अधिकतम निरंतर स्रोत करंट।

• आईएसएम स्पंदित स्रोत करंट (बॉडी डायोड) — डायोड के माध्यम से अधिकतम अनुमेय पल्स करंट।

• वीएसडी डायोड फॉरवर्ड वोल्टेज - 25 डिग्री सेल्सियस और 20 ए ड्रेन करंट पर डायोड में फॉरवर्ड वोल्टेज गिरता है जब गेट 0 वी होता है।

• trr रिवर्स रिकवरी टाइम - डायोड रिवर्स रिकवरी टाइम।

• क्यूआरआर रिवर्स रिकवरी चार्ज - डायोड रिकवरी चार्ज।

• टन फॉरवर्ड टर्न-ऑन टाइम - डायोड का टर्न-ऑन टाइम मुख्य रूप से ड्रेन और सोर्स इंडक्शन के कारण होता है।

आगे डेटा शीट में, तापमान, करंट, वोल्टेज और उनके बीच दिए गए मापदंडों की निर्भरता के ग्राफ दिए गए हैं (चित्र 5)।

चित्र 5

नाली-स्रोत वोल्टेज और गेट-स्रोत वोल्टेज के आधार पर 20 μs की पल्स अवधि के आधार पर नाली की वर्तमान सीमा दी जाती है। पहला आंकड़ा 25 डिग्री सेल्सियस के तापमान के लिए है, दूसरा 150 डिग्री सेल्सियस के लिए है। चैनल खोलने की नियंत्रणीयता पर तापमान का प्रभाव स्पष्ट है।

चित्र 6

चित्रा 6 ग्राफिक रूप से इस एफईटी की स्थानांतरण विशेषता दिखाता है। जाहिर है, गेट-सोर्स वोल्टेज 10 V के जितना करीब होता है, ट्रांजिस्टर उतना ही बेहतर होता है। यहां तापमान का असर भी काफी साफ दिखाई दे रहा है।

चित्र 7

चित्रा 7 तापमान पर 20 ए के नाली प्रवाह पर खुले चैनल प्रतिरोध की निर्भरता दिखाता है। जाहिर है, जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, वैसे-वैसे चैनल का प्रतिरोध भी होता है।

चित्र 8

चित्रा 8 लागू स्रोत-स्रोत वोल्टेज पर परजीवी समाई मूल्यों की निर्भरता को दर्शाता है। यह देखा जा सकता है कि स्रोत-नाली वोल्टेज 20 वी की दहलीज पार करने के बाद भी, कैपेसिटेंस महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदलते हैं।

चित्र 9

चित्रा 9 नाली वर्तमान और तापमान पर आंतरिक डायोड में आगे वोल्टेज ड्रॉप की निर्भरता को दर्शाता है। चित्रा 8 ट्रांजिस्टर के सुरक्षित ऑपरेटिंग क्षेत्र को ऑन-टाइम लंबाई, नाली वर्तमान परिमाण, और नाली-स्रोत वोल्टेज के कार्य के रूप में दिखाता है।

चित्र 10

चित्रा 11 अधिकतम नाली वर्तमान बनाम केस तापमान दिखाता है।

चित्र 11

गेट वोल्टेज बढ़ाने की प्रक्रिया में और गेट कैपेसिटेंस को शून्य करने की प्रक्रिया में ट्रांजिस्टर के खुलने का समय आरेख दिखाते हुए आंकड़े ए और बी मापने वाले सर्किट और एक ग्राफ दिखाते हैं।

अंजीर। 12

चित्र 12 कर्तव्य चक्र के आधार पर पल्स की अवधि पर ट्रांजिस्टर (क्रिस्टल बॉडी) की औसत तापीय विशेषता की निर्भरता के रेखांकन को दर्शाता है।

चित्र 13

आंकड़े ए और बी प्रारंभ करनेवाला खोले जाने पर नाड़ी के ट्रांजिस्टर पर माप सेटअप और विनाशकारी प्रभाव का ग्राफ दिखाते हैं।

चित्र 14

चित्रा 14 बाधित वर्तमान और तापमान के मूल्य पर नाड़ी की अधिकतम अनुमेय ऊर्जा की निर्भरता को दर्शाता है।

चित्र 15

आंकड़े ए और बी गेट चार्ज माप के ग्राफ और आरेख दिखाते हैं।

अंजीर। 16

चित्रा 16 एक ट्रांजिस्टर के आंतरिक डायोड में एक मापन सेटअप और विशिष्ट ट्रांजिस्टर का ग्राफ दिखाता है।

अंजीर। 17

अंतिम आंकड़ा IRFP460LC ट्रांजिस्टर के मामले, इसके आयाम, पिन के बीच की दूरी, उनकी संख्या: 1-गेट, 2-नाली, 3-पूर्व को दर्शाता है।

इसलिए, डेटा शीट को पढ़ने के बाद, कोई भी डेवलपर डिज़ाइन किए गए या मरम्मत किए गए पावर कन्वर्टर के लिए एक उपयुक्त शक्ति या अधिक नहीं, फ़ील्ड प्रभाव या IGBT ट्रांजिस्टर का चयन करने में सक्षम होगा, चाहे वह हो वेल्डिंग इन्वर्टर, आवृत्ति कार्यकर्ता या अन्य बिजली स्विचिंग कनवर्टर।

क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के मापदंडों को जानने के बाद, आप ड्राइवर को सक्षम रूप से विकसित कर सकते हैं, नियंत्रक को कॉन्फ़िगर कर सकते हैं, थर्मल गणना कर सकते हैं और बहुत अधिक स्थापित किए बिना एक उपयुक्त हीटसिंक चुन सकते हैं।