Максимальная пороговое напряжение затвора?

Question

[Andrew]

Что будет если подать на затвор полевого транзистора напряжение немного большее максимального порогового напряжения затвора? Например пороговое напряжение затвора от 2 до 4 В, а подать 5 В. Полевой транзистор не сгорит?

Comments

[Сергей Сергей]

пробьет канал

Answer 1

[Alexander Shmelev]

Нет, не сгорит. При условии, что не превысите максимальное допустимое напряжение.

Answer 2

[Александр Гусев]

treshhold voltage - напряжение, при котором транзистор только начинает открываться, а значит для ключевого режима это лишь самая малость (в качестве примера IRLZ44N)


Диапазон напряжений на который рассчитан затвор транзистора обзывают gate-to-source voltage, вот его превышать нельзя


И лучше приближаться к значению gate-to-source voltage, т.к. транзистор будет больше открыт, следовательно сопротивление его канала меньше, т.е. меньше потери на нагрев транзистора.
Обычно приводят графики тока от напряжения на затворе при фиксированном напряжении, по ним видно, что при напряжениях близких к treshhold ток через транзистор не очень большой, т.к. он еще не полностью открыт.

Answer 3

[n12eq3]

пороговым называется напряжение открытия, минимально допустимое при котором полевик открывается на заявленный ток. обычно как раз 2-4 или менее 1 для "logic drive"
максимальное допустимое лежит в пределах ~10в для мелких до ~30в для мощных силовых.

Answer 4

[Виктор]

Максимальная пороговое напряжение затвора?

В формулировке заголовка не хватает вопросительного слова. Если бы было Каково максимальное пороговое напряжение затвора?, то я бы ответил, что пороговое напряжение - это технический параметр, оно не бывает максимальным, и в реальных схемах на затворе может быть напряжение как больше порогового, так и меньше.
Если же никакого вопросительного слова не подразумевается, то вас можно понять так: У какого транзистора максимальное пороговое напряжение затвора? Трудно сказать, поскольку типов полевиков множество и у подавляющего большинства обычных оно лежит в пределах 2...4 вольта, как тут уже отметили. По принципу, Uпор - это просто напряжение, при котором канал полевика наиболее резко меняет своё сопротивление (т.е. переходная характеристика имеет наиболее резкий излом). Его легко измерить - надо соединить затвор и сток, и подать на эту точку относительно истока +9...12 вольт через резистор 0,5...3 килоом. При этом на транзисторе установится напряжение, равное пороговому. Этот простой способ позволяет отбирать полевики с желаемым Uпор.

Полевой транзистор не сгорит?

Смотря что вы имеете ввиду. Если пробой затворной изоляции, то от 5 вольт не сгорит, для этого на затвор надо подать > 20...25 вольт. Если тепловое выгорание канала, то это вопрос не к напряжению на затворе, а к подаваемому на канал напряжению и проходящему через него току. И при 5 вольтах на затворе это вполне может случиться.

Comments

[ivan58]

А если значение напряжения на затворе больше напряжения сток-исток или равное ему ? Что произойдет ? Например 12 вольт сток и 12 вольт затвор. Включил 12вольтовый моторчик через irf 520 , ток 2,5 -3,5 А , а он греется сильно с радиатором . На затворе 9,2 вольт . По даташиту можно поднять на затворе до 20 вольт . Он греется от того что не до конца открылся ? Но 5 то ампер должен держать без нагрева ?

[Виктор]

ivan58,

Например 12 вольт сток и 12 вольт затвор.

Это абсолютно беспроблемный режим, один из великого множества допустимых. Даже 12 вольт на затворе и ноль на стоке - тоже допустимо.

Включил 12вольтовый моторчик через irf 520 , ток 2,5 -3,5 А , а он греется сильно с радиатором

Чтобы понять причину нагрева ключа, тут не хватает одной цифры - напряжения на открытом ключе. Измерьте его, и вам станет ясна причина даже без моей подсказки.

На затворе 9,2 вольт . По даташиту можно поднять на затворе до 20 вольт . Он греется от того что не до конца открылся ? Но 5 то ампер должен держать без нагрева ?

9,2 вольт - для irf 520 это вполне нормальное открывающее напряжение, при нём сопротивление канала будет около 0,2 ом. Если повысите до 20 - ну уменьшится сопротивление до 0,18 ом, это непринципиально.
Если вы, как я посоветовал выше, измерите напряжение на открытом ключе, то зная ток через канал, сможете по закону Ома рассчитать сопротивление и сравнить его со штатными 0,2 ом. Ток при этом тоже лучше измерить, а не предполагать, что раз на моторчике написано 5 ампер, то там якобы и вправду 5 ампер.
И кстати, если вы измерите ток, то умножив его на напряжение на ключе, получите ту самую мощность (в ваттах), которая греет этот ключ. Тут для вас вообще всё прояснится.

[ivan58]

Виктор, хорошо, попробую. Отпишусь. Это первый мой опыт.

[ivan58]

Сегодня подключил моторчик и сделал замеры . Вот что получилось . Ток через сток -исток 1,6 -1.9 ампер . Ток одинаковый если на затворе 5 вольт и если на затворе 9,5 вольт .
Напряжение на переходе получилось 0,2 вольта и не меняется при 5 вольтах и при 9,5 вольтах затвора.
Считаю сопротивление на переходе 0,2 : 1,8 = 0,11 ом
Греется , но в пределах 40-50 гр , рука терпит . Не знаю почему , но скорее всего контакты на электромоторчике . В этот раз я их припаял . Наверное из -за плохого контакта в прошлый раз грелся .
На двигателе теряется 0,5 вольт .
Остался вопрос по подключению . Силовые клеммы транзистора 12 вольт я подавал с блока питания Mean Well . А на звтвор подавал питание с блока Овен . То есть минусовая клемма не объединена на плате мосфета . Это нормально ?
А что мне нужно было сделать , если вместо мосфета был биполярный транзистор . как я думаю нужно расчитать сопротивление на базу и напряжение базы , но я не знаю как . Там
как то высчитывают максимальный ток базы через коэффициент усиления или от тока нагрузки . Подскажите .
Спасибо

[Виктор]

ivan58,

Ток через сток -исток 1,6 -1.9 ампер . Ток одинаковый если на затворе 5 вольт и если на затворе 9,5 вольт .

Отлично, так и должно быть. Это означает, что даже пятью вольтами на затворе ваш ключ хорошо открывается. А уж 9,5 - и подавно.

Напряжение на переходе получилось 0,2 вольта и не меняется при 5 вольтах и при 9,5 вольтах затвора. Считаю сопротивление на переходе 0,2 : 1,8 = 0,11 ом

Всё верно.

Греется , но в пределах 40-50 гр , рука терпит . Не знаю почему , но скорее всего контакты на электромоторчике . В этот раз я их припаял . Наверное из -за плохого контакта в прошлый раз грелся .

Если ток 1,6...1,9 ампер и напряжение на канале ключевого транзистора 0,2 вольт, то рассеиваемая ключом мощность - всего-навсего жалкие 0,3...0,35 ватт. Такую мощность здоровенный силовой транзистор без особого нагрева рассеет даже без радиатора. Никаких 40...50 градусов там быть не может. Отсюда делаем вывод, что у вас что-то наврано в исходных данных. Плохие контакты на моторчике и нагрев транзистора не имеют взаимного влияния, поскольку моторчик и транзистор физически отдалены друг от дуга.

На двигателе теряется 0,5 вольт .

Оппа! Вот это фокус! Питание 12 вольт, на ключе 0,2 вольт, на моторе 0,5 вольт, ну на проводах может гаситься 0,1 вольт - где же потерялись остальные 11,2 вольт, т.е. бОльшая часть напряжения питания???

Силовые клеммы транзистора 12 вольт я подавал с блока питания Mean Well . А на звтвор подавал питание с блока Овен . То есть минусовая клемма не объединена на плате мосфета . Это нормально ?

Это абсолютно ненормально. Если мы меряем напряжение на затворе, то делаем это относительно истока. Если на канале ключа (т.е. на стоке) - тоже относительно истока. Т.е. в обоих случаях минус мультиметра мы тыкаем в исток. Как вы умудрились подать управляющее напряжение на затвор, не подключив его минус к истоку, я понять не могу. Да он же при этом открываться не будет! Скорее всего, в этом и есть причина упомянутых мною выше странностей.

А что мне нужно было сделать , если вместо мосфета был биполярный транзистор . как я думаю нужно расчитать сопротивление на базу и напряжение базы , но я не знаю как . Там
как то высчитывают максимальный ток базы через коэффициент усиления или от тока нагрузки . Подскажите .

Ну, так прямо и считают: если мы хотим управлять током коллектора величиной 10 ампер, и коэфф. усиления ключа по току 100 - значит, на базу надо подать открывающий ток не менее 10/100=0,1 ампер. Причём для того, чтобы проходное сопротивление такого ключа было минимальным (а также и из других соображений), ток базы крайне желательно увеличить относительно рассчитанного в 3...10 раз. Т.е. для моего примера надо подать ток базы 0,3...1 ампер. Делать такой ключ - муторное занятие, и он всё равно, несмотря на все ухищрения, будет хуже полевого, так что я вам рекомендую не связываться с ключами на биполярных транзисторах - полевые многократно проще и лучше работают.

[ivan58]

Виктор,еще раз подключил и все перемерил . Получилось вот что :
Напряжение на холостом ходу на Well =12,1 вольт , Напряжение под нагрузкой на моторчике 11,64 и на блоке питания 11,92 . Затвор 5 вольт .Ток в цепи моторчика 1,7 -2,0 А , а первоначально ток был 2,5 -3,5 А . После того как припаял ток снизился на 1,5 А меньше и стал 1,7 -2 А
На переходе Сток-Исток 0,26 вольт . Измерил и нагрев транзистора электронным датчиком температуры . Получилось 50, 1 гр С . Вы считаете что все вместе работает не сбалансировано ?
Да , прошу прощения , минусы объединены на плате , я почему то решил . что минусы надо самому объединять .

[Виктор]

ivan58,

На переходе Сток-Исток 0,26 вольт . Измерил и нагрев транзистора электронным датчиком температуры . Получилось 50, 1 гр С . Вы считаете что все вместе работает не сбалансировано ?

Умножаем 0, 26 вольт на ток 1,5 ампер, получаем рассеиваемую на ключе мощность 0,4 ватт. При такой выделяемой на корпусе транзистора мощности, если на нём нет никакого радиатора, то по моему опыту, он и будет греться до 50 градусов. Поставьте хотя бы небольшой квадратик из алюминиевого листа размером со спичечную коробку - транзистор резко похолодает.
Но в общем-то и 50 градусов - нагрев не сильный, допустимый.

[ivan58]

Виктор, 1,8 x 0,26 = 0, 45 вт если точнее . Радиатор стоит алюминиевая решетка была в комплекте с клеящей пленкой . Рассевает хорошо . То есть должен рассеивать и при 5 амперах 5 x 0,26= 1,3 вт . Это реально ? Но скорее всего китайский транзистор не справится .

[Виктор]

ivan58,

Но скорее всего китайский транзистор не справится .

Это с чего же вы так решили? Ну почитайте даташит на ключевой транзистор, там сказано и про предельно допустимые параметры (в т.ч. и мощность рассеивания), и про допустимые температуры.

И не стоит так уж хаять китайское. Если бы оно действительно всё поголовно было дрянь, кто его покупал бы тогда? Тут надо понимать, что китайцы делают комплектующие чаще всего по зарубежным технологическим разработкам и под присмотром авторов этих технологий - т.е. малейшее ухудшение качества, и на эту партию уже нельзя будет ставить марку брэнда-автора. Её придётся пускать в брак, т.е. продавать всякими левыми каналами по сильно меньшей цене тем покупателям, которые падки на дешёвку (у нас таких желающих много). Но китайцы делают и довольно много собственных разработок, и поскольку они хотят завоевать рынки комплектухи, то зачастую их изделия бывают совсем неплохи.