Jump to content
swerdert

коэфицент передачи тока полевого транзистора

Recommended Posts

Подскажите как в даташитах обозначают коэффициент передачи тока для полевых транзисторов (при заданной частоте и скважности)?

А если такое не указывают то как это определить?

то есть мне нужно найти соотношение К = Ток стока / ток затвора

Ток стока = (напряжениеСтокИсток)/(сопротивлениеКанала)*скважность        - с этим все понятно

а вот  ток затвора как правилно считать?

со школы я знаю что в общем случае:   Ток = заряд / время  (I=q/t)

тогда получается Ток = зарядЗатвора/времяПриЗаданнойЧастоте

тогда получается Ток = зарядЗатвора*Частота

но это пока только ток заряда затвора, а еще примерно такой же ток разряда.

в итоге я получаю формулу тока затвора  Ig=Qg*f*2 правильно ли это?

к примеру: SPW47N60C3 (суммарная емкость 10000пикофарад)     (gate charge total 320нанокулон), при частоте 100 000:

получается  320/1000 000 000   *  100000 * 2 =   64/1000 ампера (max4420 при этом греется до 40 градусов по моим ощущениям на 1 ватт)

если считать по формуле  I=C*V*f поучается 10000/1000 000 000 000 *10*100 000 *2 = 20/1000 ампера  (соизмеримо)

Заключительный вопрос: какая самая точная формула для расчета тока затвора и какие пункты из Datasheet нужно в нее вставлять?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Полевой потому так и называется, что управляется не током, а напряжением. Посему само понятие "коэффициент передачи тока" абсурдно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Для начала напишу: Почитай что такое полевой транзситор.

У полевово транзистора нет коэфициента передачи тока. Затвор может практически не потреблять ток(ток утечки) и оставаться открытым.

Как я понял необходимо использовать его в ШИМе, для расчета тока заряда разряда затвора необходим такой параметр как емкость затвора. Поскольку затвор у полевого транзистора своего рода конденсатор. Который чтобы открыт тразистор надо зарядить, а чтобы закрыть разрядить.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Литиевые батарейки Fanso для систем телеметрии и дистанционного контроля

Системы телеметрии находят все более широкое применение во многих отраслях на промышленных и коммунальных объектах. Требования, предъявляемые к условиям эксплуатации приборов телеметрии и, как следствие, источников питания для них, могут быть довольно жесткими. Fanso предоставляет широкую линейку продукции, рассчитанной на различные условия эксплуатации, что позволяет подобрать батарейку для каждого конкретного применения, в том числе и для устройств телеметрии.

Подробнее

КЭС , если понятие "коэффициент передачи тока" абсурдно ,то какое понятие нужно для того чтобы описать отношение силового тока(исток-сток) к управляющему(затвор) в транзисторе работающем на частоте икс

Hepo, в общем вопрос то и сводится к формуле тока через конденсатор и к тому какие емкости и заряды из  описания транзистора нужно в этой формуле использовать.

Share this post


Link to post
Share on other sites
                     

Приглашаем на вебинар Решения для построения ультразвуковых счетчиков жидкостей и газов на базе MSP430

Компэл совместно с Texas Instruments 23 октября 2019 приглашают на вебинар, посвященный системам-на-кристалле для построения ультразвуковых расходомеров жидкостей и газов на базе ядра MSP430. Вебинар проводит Йоханн Ципперер – эксперт по ультразвуковым технологиям, непосредственно участвовавший в создании данного решения. На вебинаре компания Texas Instruments представит однокристальное решение, позволяющее создавать точные недорогие счетчики жидкостей и газов.

Подробнее...

Коэффициент передачи тока базы есть у биполярных транзисторов. У полевых MOSFET вместо этого есть передаточные характеристики при разной температуре (Typical Transfer Characteristics), показывающие зависимость тока стока (Idrain) от напряжения затвор-исток (Ugs)...

А по поводу расчета тока затвора поищите по форуму, не раз поднималась такая тема. Например, тут @IMXO приводил простой пример расчета для IRF3205.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Видимо та характеристика о которой я писал не используется у радиолюбителей. Я понял.

тогда все таки  ответьте пожалуйста можно ли доверять этой формуле: ТокЗатвора=ПолныйЗарядЗатвора*чатотаШИМ*2

?

Share this post


Link to post
Share on other sites

E=Q*V;

E=V*I*t;

Q*V=V*I*t;

I=Q/t, при t=1sec имеем I=Q, тогда 

I=Q=f*Qзатв

Это мы поимели ток заряда затвора полевика, соответственно таким же будет и ток разряда. Размерность СИ, т. е. кулон, вольт, ампер, секунда, джоуль.

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 часа назад, swerdert сказал:

тогда все таки  ответьте пожалуйста можно ли доверять этой формуле: ТокЗатвора=ПолныйЗарядЗатвора*чатотаШИМ*2

да можете, вам никто не запрещает... ну и для полной уверенности провести тест :вдуть мосфету  60-70% от номинального тока , установить частоту шима 1Гц и подавать на затвор рассчитанный ток , о   результатах самочувствия мосфета отписаться на форуме.

посмиемсо...:)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

  • Similar Content

    • By Ремирович
      Данные, изложенные ниже, появились в результате многолетней работы над усилителем мощности с использованием высоковольтных MOSFET полевых транзисторов в нетипичном для них линейном режиме. Двухканальный усилитель должен был обеспечивать мощность 1000 Вт, при эффективном выходном напряжении 250 Вольт. Соответственно, при совместной работе двух каналов мощность должна была быть 2000 Вт, а напряжение 500 Вольт.
      Приведённые параметры, в наше время, особо никого не удивили бы, но усилитель должен был работать в полосе частот 10…200000 Гц. Это значить, что на выходе усилителя нельзя было ставить повышающий трансформатор, так как он никогда не сможет работать в такой полосе частот, да и нелинейные искажения с ним значительно больше. То есть необходимо было заставить работать высоковольтные полевые транзисторы, практически на пределе своих возможностей.
      Вот здесь и началось самое интересное. После поиска по всевозможным сайтам, были найдены наиболее подходящие по мощности, напряжению и току транзисторы, и был изготовлен опытный образец. Перед этим, маломощный прототип усилителя, подтвердил работоспособность схемных решений и возможность получения необходимого выходного напряжения.
      Первое включение показало, что усилитель находится в режиме самовозбуждения. Типичная ситуация, но только устранить её никак не получалось, а опыта в такой работе мне хватало. Даже после отключения всех предварительных каскадов, генерация не прекращалась.
      Ситуация была абсурдной, прототип нормально работал, а на более мощных транзисторах ничего не получалось. Пришлось включить один мощный транзистор в режиме тестирования. Для этого была собрана типовая схема с нагрузкой в виде мощного резистора около 2 кОм, установленном в стоке транзистора и напряжением 600 Вольт, между истоком и нагрузочным резистором.
      Используя дополнительный низковольтный регулируемый источник питания, подавалось напряжение на затвор транзистора, относительно его истока. Напряжение на стоке транзистора должно было плавно уменьшаться, при увеличении напряжения на затворе. Правда, разработчиками такой режим работы транзисторов никак не регламентирован, что очень удобно для них, чувствуется присутствие “наших людей” в силиконовой долине. Им гораздо удобнее назвать транзисторы импульсными, и не обращать внимания на то, что будет происходить с транзисторами между открытым и закрытым состоянием.
      Вот тут то и выяснилось, что в промежуточном состоянии, транзистор переходит в режим генерации, что наглядно продемонстрировала собранная схема тестирования. Проверив, находившейся под рукой, транзистор другой марки, получил тот же результат. Надо было устранять генерацию. Вспомнилось, что для устранения взаимного влияния полевых транзисторов, при параллельном включении в импульсных устройствах, предлагалось последовательно с затвором транзистора устанавливать резистор от 10 Ом и выше.
      Попробовал, и при 20 Ом генерация пропала. Получается, что автор рекомендации сам не понимал сути происходящего, не транзисторы влияют друг на друга, а они сами являются источником генерации, и чем больше их включено параллельно, тем больше склонность к генерации. Стало понятно, почему на маломощных транзисторах такого эффекта не наблюдалось.
      В дальнейшем, вместо резистора я использовал небольшой дроссель, порядка 10 мкГн, что было удобней в моей схеме управления транзисторами, и это также обеспечивало отсутствие генерации.
      Но на этом “интересное” не заканчивалось. После того как после доработок опытный образец заработал, выяснилось, что выше частоты 20 кГц, напряжение на выходе резко уменьшается, совсем не в линейной зависимости. А у маломощного прототипа легко получалось достичь 200 кГц. Казалось бы понятно, что у более мощных транзисторов гораздо больше ёмкость между истоком и затвором, и скорее всего она и даёт такой эффект, но измерение напряжения на затворе этого не подтвердили. На затворе напряжение с частотой выше 20 кГц очень плавно уменьшалось вплоть до 200 кГц.
      Пришлось опять возвращаться к режиму тестирования, только теперь на затвор вместе с постоянным напряжением подавался и синусоидальный сигнал от генератора. Результат был примерно тем же самым, выше 20 кГц происходил резкий завал уровня переменного напряжения на стоке.
      Казалось, что вывод очевиден, транзисторы не “тянут”. Надо искать более высокочастотные экземпляры, что и было сделано, только результата это не дало. Обидно считать себя идиотом, глядя в техническую документацию, где чётко написано, что транзистор должен работать вплоть до 500 кГц.
      После многочисленных попыток изменить ситуацию с помощью отрицательной обратной связи и других ухищрений, было решено сменить источник сигнала на генератор повышенной мощности и напряжения. Не сразу, но всё же удалось раскачать транзистор на частоте 200 кГц, выше генератор не давал. При этом переменное напряжение на затвор приходилось подавать чуть ли не максимально допустимого уровня в 30 Вольт.
      В голове сквозила мысль, что же это за современные “супер-пупер” транзисторы, которые имеют дикую нелинейность в частотной области. Опять стало понятно, зачем их называют импульсными, за нелинейность в частотной области отвечать не надо. Но от этого жить легче не стало, так как было не понятно, что же происходит, и как с этим бороться.
      Быстро текст набирается, да только дела это не касается. На деле всё происходит гораздо медленнее и с постоянными “затыками”, что совсем не нравится руководству, особенно если оно в этом вообще ничего не понимает. После того как стало казаться, что с такой нелинейностью сделать ничего не удастся, в голову приходит мысль посмотреть, что происходит на затворе работающего транзистора с поданным на него высоким напряжением, что совсем не просто без специального изолированного от земли осциллографа. Но если очень хочется, то можно просто обойтись высокочастотным трансформатором, обеспечивающим гальваническую развязку.
      Вот тут то “карта и пошла”. Всё встало на свои места и чувство ущербности улетучилось. При подаче высокого напряжения, уровень сигнала на затворе очень сильно падал и восстанавливался при отсутствии такового. На частоте 200 кГц от сигнала вообще ничего не оставалось. То есть транзистор каким-то образом гасил “сигнал”.
      Можно сказать, что мгновенно пришло понимание того, что происходит, если учесть всё время, потраченное до этого момента.
      В техническом описании на транзистор есть такой параметр, как ёмкость между стоком и затвором, она совсем маленькая и, казалось бы, не должна существенно влиять на работу транзистора. Но именно она и обеспечивает эти самые “интересные” эффекты. Это не что иное, как частотнозависимая отрицательная обратная связь в теле самого транзистора. Чем выше частота и напряжение на стоке транзистора, тем большее влияние оказывает эта паразитная ёмкость.
      Теперь, если учесть, что транзистор имеет довольно большой коэффициент усиления, несложно сообразить, что при определённых условиях, на высоких частотах, отрицательная обратная связь легко может превратиться в положительную. Для этого необходим небольшой сдвиг фазы до нужной величины и у нас появляется устойчиво работающий генератор высокой частоты, что и подтверждало тестирование отдельных транзисторов.
      Но это ещё не всё, ведь если удаётся заставить работать транзистор без генерации, обратная связь не исчезнет, она будет проявлять себя в работе транзистора на высоких частотах, очень сильно снижая усиление транзистора. В итоге имеем прибор с отвратительными, хорошо замаскированными разработчиками транзисторов, свойствами, которые проявляют себя в самый неподходящий момент. А претензий предъявлять некому, просто надо назвать транзисторы импульсными и можно жить богато и счастливо.
      Но что есть, то есть. Понятно, что разработчики старались сделать всё как можно лучше, а получилось …, очень знакомая для наших людей ситуация. Хотя сейчас существует огромный выбор транзисторов, но ведут они себя практически одинаково, так как имеют одинаковую технологию производства. Ясно, что улучшений в ближайшее время ждать не приходится, поэтому надо использовать имеющиеся транзисторы.
      Каким то образом необходимо снизить влияние этой паразитной отрицательной обратной связи, при этом, не меняя конструкцию транзистора. Это очень напоминает желание овладеть телекинезом, чтобы силой мысли двигать предметы.
      Придётся научиться делать это, не прибегая к телекинезу. Для этого устанавливаем низкоомный резистор между истоком и затвором, и управляющее напряжение подаём через дроссель с небольшой индуктивностью, мне хватало 10 мкГн. Получаем на затворе транзистора довольно приличный шунт, который быстро разряжает большую ёмкость затвора и тем сильнее уменьшает влияние паразитной ёмкости между стоком и затвором, чем меньше значение сопротивления этого шунта. Для достижения хороших результатов, транзистору с ёмкостью затвора порядка 10000 пФ, потребуется резистор не более 10 Ом.
      Тем самым полевой транзистор перестаёт быть полевым, так как для его управления потребуется не только напряжение, но и вполне приличный ток. Если включается несколько транзисторов параллельно, то к каждому подключается свой шунт и свой дроссель.
      Для управления таким прибором потребуется специальный подход, чтобы оптимизировать затраты на управление. Отсюда, чем меньше напряжение включения транзистора, тем лучше. Максимальное напряжение на затворе должно обеспечивать уверенное открывание транзистора, но не более того.
      Для ключевых схем оптимальным будет использование импульсных трансформаторов, которые и сейчас используют довольно часто, только мощность у них должна быть заметно больше. А вот для линейных схем, где требуется плавное включение и высокая линейность, пришлось изобретать нечто новое, на основе хорошо забытого старого.
      Не знаю как сейчас, а 50 лет назад очень популярными были приёмники прямого усиления, а в школе демонстрировали работу детекторного приёмника. В основе работы того и другого, лежат одни и те же принципы. Мне очень запомнилось высокое качество их звучания, благодаря минимальному количеству преобразований и, в результате, минимальным нелинейным искажениям.
      Если совместить удобство использования импульсного трансформатора и качество работы детекторного приёмника, то получим компактное и достаточно простое устройство управления полевыми, да и любыми другими, транзисторами.
      Для этого преобразуем управляющее напряжение в радио сигнал с амплитудной модуляцией. Несущая такого сигнала должна быть достаточно высокой частоты, например 3 мГц для моего случая. Она определяется максимально необходимой верхней частотой сигнала управления. По сути, получаем мини радиостанцию, выход которой подключаем к первичной обмотке высокочастотного трансформатора. Сигнал гальванически развязанной вторичной обмотки детектируется и используется для управления транзистором. Получаем почти детекторный приёмник, только с достаточно мощными импульсными диодами, позволяющими получить необходимую мощность сигнала управления.
      Разброс мощностей такого устройства может быть довольно большим, от 10 мВт до единиц и даже сотен Ватт. Мне хватило 3 Вт. Привожу схему, которая позволила это сделать, она довольно простая, так как собрана всего на двух транзисторах и четырёх диодах, не считая трансформатора и обвязки.

      Трансформатор намотан на двух ферритовых кольцах диаметром 10 мм, с магнитной проницаемостью 200. Каждая обмотка содержит 7 витков медного изолированного провода диаметром 0,18 мм.
      В заключение отмечу, что усилитель, в конце концов, заработал так, как от него требовалось, но полной программы испытаний провести не удалось, кончился запас выходных транзисторов. Их доставали 6 месяцев, за это время кончилось терпение у руководства, и автор попал под сокращение из-за возраста, а главное, отсутствия какого либо интереса к этой теме.
      В общем-то, на предложенный здесь способ управления транзисторами, вполне можно получить патент, знаю по собственному опыту. Но только сейчас это имеет смысл только в том случае, если точно знаешь, что это кому-то понадобится, и удастся как-то на этом заработать. В противном случае зарабатывать будет патентное ведомство, а изобретатель будет его кормить. Поэтому делать изобретения сейчас могут себе позволить только богатые люди.
      Такое устройство вполне можно было бы сделать 50 лет тому назад, и если бы это случилось, то схемотехника усилителей мощности была бы гораздо проще и не надо было бы придумывать комплементарные пары мощных транзисторов. Но может быть и сейчас кому-то это понравится, а в некоторых случаях выведет из тупика, или сделает решение проблемы гораздо эффективнее. Лично мне уже удалось получить удовлетворение от решения этой, довольно сложной, технической задачи, надеюсь, что я не останусь в одиночестве.
    • By Zver2011
      Всем привет! 
      Дано: Контроллер подсветки рабочей зоны кухни, реализованный на Tiny 13A.  Светодиодная лента длиной 2,3 метра, led 5050, 120 светодиодов/метр. Принципиальная схема устройства ниже:

      Код прошивки:
      #include <tiny13.h> #include <delay.h> int triggered = 0; int ontimer = 0; void main(void) { // Input/Output Ports initialization // Port B initialization // Function: Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=Out DDRB=(0<<DDB5) | (0<<DDB4) | (0<<DDB3) | (0<<DDB2) | (0<<DDB1) | (1<<DDB0); // State: Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=0 PORTB=(0<<PORTB5) | (0<<PORTB4) | (0<<PORTB3) | (0<<PORTB2) | (0<<PORTB1) | (0<<PORTB0); // Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: 37,500 kHz // Mode: Fast PWM top=0xFF // OC0A output: Non-Inverted PWM // OC0B output: Disconnected // Timer Period: 6,8267 ms // Output Pulse(s): // OC0A Period: 6,8267 ms Width: 0 us TCCR0A=(1<<COM0A1) | (0<<COM0A0) | (0<<COM0B1) | (0<<COM0B0) | (1<<WGM01) | (1<<WGM00); TCCR0B=(0<<WGM02) | (1<<CS02) | (0<<CS01) | (0<<CS00); TCNT0=0x00; OCR0A=0x00; OCR0B=0x00; while (1) { if (PINB.1==1) { triggered = 1; ontimer = 60; }; if (ontimer > 0) { ontimer--; } else { triggered = 0; }; if (triggered) { if (OCR0A<255) { OCR0A++; }; } else { if (OCR0A>0) { OCR0A--; }; }; delay_ms(10); } } Возникшая проблема:
      Греется полевой транзистор при работе. 
      Изначально поискав информацию на данную проблему, начал прикидывать. 
      Смотрим график зависимости пропускаемого тока стока (ID )от приложенного напряжения  затвор-сток (VGS),  при температуре окруж. среды 25 градусов: ID = 14 А (2,3 метра светодиодной ленты не могут столько кушать, по крайней мере я такую не видел).

      Было предположение что частота переключения ШИМ высокая - отсюда транзистор в не определенном состоянии = нагрев. Рассчитал макс. частоту так:
      Rg = 100 Ом, Vgs = 5V
      Заряд затвора:
      Qiss = Ciss * Vgs = 1800pF * 5v = 9nC
      Скрость нарастания:
      S = Rgate * Qiss = 100Ohm * 9nC = 0.009mV*sec
      Время на открытие или закрытие транзистора:
      t=S / Vgs = 0.002mV*sec * 3.2v = 4.5uSec
      Период  - это открытие + закрытие:
      T = t + t = 4.5uSec + 4.5uSec = 9uSec
      Максимальная частота переключения:
      F < 1 / T = 1 / 9uSec = 111KHz
      Ток через затвор (G) и цифровой выход Tiny 13A:
      I = Qiss / t = 2mA
      Максимальный выходной ток GPIO у Tiny 13A 40.0mA
      2mA < 40.0mA
      Выставил частоту ШИМ на 37,5 кHz. Вуаля - при подключении 1м светодиодной ленты (тестировал на обрезке), нагрева нет. Но как только подключил все 2,3 метра - транзистор стал снова спустя время греться, аж дотронуться не возможно.  Захотел померить ток, который потребляет 1 метр ленты, проверить продавца. Потребление 1 метра ленты оказалось вместо заявленных 600 мА, все 1,85 А, причем заметил странную вещь - ток начал возрастать спустя время на сотые доли  и дошел до 1,9 А. Дальше ждать не стал. Режим амперметра в мультиметре сломался?
      Далее подумал что слишком большая мощность рассеивается на транзисторе. Если учесть то, что при открытом транзисторе, его переход можно представить в виде линейного резистора с маленькой величиной сопротивления,  можно рассчитать рассеиваемую мощность на транзисторе:
      Смотрим сопротивление транзистора в открытом состоянии при VGS = 5В : RDS(on) = 0.18 Ом
      P1 = 1,9*1,9*0,18 = 0,65 Вт. (1 метр св.ленты).
      Раз мы взяли потребление 1 метра ленты  1, 9 А, тогда 2,3 метра потребляют  = 4,4 А. (Теперь не уверен в своем мультиметре).
      P2=4.4*4.4*0.18 = 3.5 Ватт - довольно таки многовато я думаю.
      В общем: Правильно ли я делаю расчеты? Что упустил?  Как снизить нагрев транзистора, без применения вентиляторов и здоровенных радиаторов? Есть вариант замены светодиодной ленты на что нибудь поменьше жрущее (60 светодиодов/ метр например), но в будущем еще много раз придется сталкиваться с полевиками, хотелось бы разобраться .
    • By 2Hard2Handle
      Столкнулся с проблемой: необходимо построить инвертор на полевых транзисторах,где будет 2 уровня.Нулевой от 0 до 1 вольта, первый от 4 до 5 вольт.
      Начал строить схему , соответствующую  букве в) на приложенном рисунке 
      Всё задание делаю в Multisim 11. Прикрепляю файл laba6.8.ms11.Помогите разобраться
    • By Aleksandr1111
      Не нашел аналогичную тему.
      В данной теме предлагаю обсуждение измерений различных параметров полевых транзисторов, имеющих практическое значение.
      Пример: купил на Али IR3205 в корпусе to-220ab, у которых сопротивление открытого канала Rds on должно быть 8 мОм. При измерении с током стока 0,4 А  получается 28 мОм, никак не меньше. Скажете, при больших токах, как в даташите, оно будет 8? Такого ничего не говорится, наоборот, у высоковольтных полевых сопротивление канала возрастает с увеличением Id. Может, придется смириться с этим за их дешевизну ( 93р/10шт)?
    • By Graycat
      Всем добрый день!
      Решил поделиться своим опытом изготовления простого усилочка на полевых транзисторах. Думаю, будет интересно тем, кому хочется альтернативы усилителям на TDA2030 и подобных микросхемах.
      Бродил без особой цели по сайтам радиолюбительской направленности, и наткнулся на статью М. Сапожникова в журнале Радио №12 за 2008 год.
      Привлекла практическая «бесплатность» элементной базы, - самые дорогие транзисторы IRF540 30 рублей за штуку в базарный день)))
      Нарисовал модельку в Мультисим, - работает, и не плохо за такие деньги.
      Вобщем решил в железе попробовать.
      Плату нарисовал по тому варианту схемы, что крутил в Мультисиме.
      Опыт не велик в этом деле, так что как уж сумел…
      В результате после сборки усилитель завёлся с первого включения, постоянка на выходе порядка 1 мВ. Ток покоя выставил порядка 120 мА, с прогревом особо не плавает. Я не являюсь обладателем «золотых ушей», поэтому скажу про звук только то, что он точно не хуже чем TDA2030)))


      Если кому интересно, - оригинал статьи, моделька и плата в архиве.
      Спасибо!)))
      Усил Полевики_1.zip
×
×
  • Create New...