MOSFET Transistorer

Transcription

MOSFET Transistorer
Mosfet

Version
27/08-2015
FET transistorer Generelt.
Fet-transistorer er opbygget helt anderledes end bipolar transistorerne. Her er det ikke en
basisstrøm, der styrer ledeevnen gennem transistoren, men et elektrisk felt. Dvs. der blot skal en
spænding på indgangen, der her kaldes ”Gate”.
Heraf navnet, Field Effect Transistorer.
Almindelige Bipolare transistorer
Bipolar
Familietræet for alle transistorer
kan tegnes som denne skitse:
NPN og PNP
J-FET ( P & N-kanal )
FET
Depletion, Selvledende ( P & N-kanal )
Mosfetter
Enhangement, Selvspærende ( P & N-kanal )
Eller som
her, gaflet
fra nettet:
Kilde: http://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_8.html
Som der ses, findes der flere typer FET’er. Fælles for de forskellige FET-typer er:

Styres af spændingen på gaten. UGS
Af: Valle Thorø
Side 1 af 29






Mosfet
Version
27/08-2015
Har stor indgangsmodstand Ri på gaten. Fx 1012 Ohm statisk. Dynamisk vil kapaciteter på
chippen spille ind !! og kræve en strøm i gaten, stigende ved højere frekvenser !
Der er stor parameterspredning
Transistorerne findes både som P & N-kanal
Nogle forhold er ringere, nogle er bedre end Bipolar transistorer.
FET-er har en lav forstærkning.
MOSFET
For MOSFET’s gælder, at gaten er totalt isoleret fra halvlederkrystallet med en tynd oxid-film. Der
er ingen diode som i JFET’er. De kaldes også for ” Isoleret Gate FET”.
Dette giver en meget høj Ri på 10 til 100 TerraOhm. Men herved opnås også problemer med
følsomhed overfor statisk elektricitet. Dette fordi gatens isolering fra Drain-Source-kanalen er
udført med et meget tyndt lag Metal Oxid, og derfor skal der ikke så stor spænding til på gaten før
der sker gennemslag, og ødelæggelse af transistoren.
Mosfet’s bruges til småsignal forstærkere hvor stor Ri ønskes. Og til SWITCH-formål, både for
småsignaler og til meget store strømme. De kaldes så fx for Power-MOS
Som for J-FET er det, man udnytter, at modstanden mellem Drain og Source kan styres af en
spænding på Gaten. Leder transistoren bliver modstanden RDrain-Source eller RDS meget lille. Der er
derfor kun lille varmetab ved store strømme. Varmeafsætningen findes som P  I 2  R W 
For MOSFET’er til store strømme har man tilstræbt, at modstanden fra Drain til Source er så lille
som muligt, for ikke at få for stor effektafsætning og dermed tab og opvarmning. Og der er tilstræbt
at transistoren kan modstå meget høje Drain-spændinger.
Der findes to typer MOSFET’s : Selvspærrende, og Selvledende:
Men hver af typerne fremstilles i både småsignal og power-udgaver.
Selvspærrende MOSFET, på engelsk, Enhancement MOSFET
Af: Valle Thorø
Side 2 af 29
Mosfet

Version
27/08-2015
Selvspærrende
Til højre ses diagramsymbolerne for
MOSFET.
N-Kanal
P-Kanal
Drain
I venstre side N-kanal, og i højre side Pkanal.
Source
Gate
Q1
Q2
Gate
BS250
Source
Linjen til højre for gaten er stiplet, for at
indikere, at Mosfet’en ikke er ledende ved
Ugs = 0 Volt.
Drain
Strøm
Strøm
Drain
Source
Gate
Q2
Q1
Gate
IRF540
IRF9540
Drain
Source
Med Friløbsdioder
Grafer for transistorernes lede-egenskaber.
IDS
IDS
Ugs th
UGS
Ugs th
N-kanal
Eks:
P-kanal
BS170
Eks:
BS 250
At en MOSFET-transistor er Selvspærrende betyder, at ved en gate-spænding på 0 Volt i forhold
til Source, vil den spærre.
Kommer gatespændingen over en værdi, kaldet U gs treshold , leder transistoren.
Opbygningen af transistoren kan skitseres med følgende:
Af: Valle Thorø
Side 3 af 29
Mosfet

Hvis VGS = 0, er transistoren OFF. Der løber
ingen strøm fra Drain til Source.
Drain
Transistoren er i dens “Cut Off Region”.
Gate
Version
27/08-2015
N
+
P
B
VDS
Vgs +
N
Source
Hvis VGS forøges, vil transistoren forblive i dens “cut off” indtil VGS når et specielt niveau, kaldet
dens Threshold voltage, VT.
Typisk er VT nogle få volt.
I cut off haves, at i d  0 for VGS  VT
ORCAD simulering.
R3
I
50
15Vdc
VPWL er fra 0 til 5 Volt.
V2
Udrain
M1
Ugate
V4
IRF150
Usource
0
0
0
300mA
200mA
100mA
0A
0V
1.0V
2.0V
3.0V
4.0V
5.0V
-I(R3)
V(UGATE)
Af: Valle Thorø
Side 4 af 29

Mosfet
Version
27/08-2015
Bemærk, ud ad X-aksen er Gatespændingen, Ugs.
I graf-visningsprogrammet ( vinduet ) gå ind i Plot, / Axis Settings / Axis Variables.
Vælg her Ugate.
Nu er VGS større end thresholdspændingen.
Det elektriske felt fra gaten
frastøder hullerne fra området
under gaten, og tiltrækker
elektronerne.
Elektronerne kan let flyde fra
Source gennem ”PN-dioden”.
Dette producerer en N-type kanal
mellem Drain og Source.
Holes
Drain
Holes
N
Channel
Gate
+
P
B
VDS
Vgs +
Altså, hvis VDS forøges, løber der
en strøm fra Drain til Source
N
Source
Electrons
Electrons
For små værdier af VDS, er Drain
strømmen proportional med VDS.
Plottes iD for forskellige værdier af VGS fås
viste graf.
Hvis VGS forøges, bliver kanalen tykkere. For
små værdier af VDS, er ID proportional med
VDS.
Id
Increasing Vgs
Transistoren opfører sig som modstand, hvis
værdi er afhængig af VGS.
Modstanden formindskes hvis VGS forøges.
Af: Valle Thorø
VDS
Side 5 af 29
Mosfet

I Triode region er VDS  VGS  VThreshold 
Version
27/08-2015
Id
I mætnings området er
VDS  VGS  VTHRESHOLD 
Triode
Saturation
Eftersom VDS forøges, vil kanalen
”nedbrydes” ved Drain, og ID forøges mindre
hurtigt.
VDS
Slutteligt, for VDS  (VGS  VTHRESHOLD )
bliver ID mere konstant.
Id
Hvis VGS forøges, vil ID saturation
strømmen forøges.
Triode
Saturation VGS= 5
Grænsen mellem Triode regionen og
saturation regionen er en parabel.
VGS= 4
VGS= 3
VDS
Saturation strøm for forskellige VGS spændinger.
Idrain kan beregnes af formlen:
I D  K U gs  U gs th 
2
Der indgår en konstant, K, der beregnes af:
K
I Don
U GS  U GSth 2
Eks.:
ID ON = 3 mA ved UGS = 10 V, og UGS th = 5 Volt. UGS vælges til 8 Volt !
Af: Valle Thorø
Side 6 af 29
Mosfet

Der findes :
K
I Don
 K
U GS  U GSth 
2
I D  K U gs  U gs th  , 
2
Version
27/08-2015
3mA
 mA 
 0,12 2 
2
10  5V
V 
 
 mA 
I D  0,12 2   8  5 V 2  1,08 mA
V 
VCC
RD
I drain Quicent = 1,08 mA
Q1
V2
VOFF =
VAMPL =
FREQ =
VGS th = 5 V
8Vdc
Vbias
0
0
Loadline eller arbejdslinie :
Følgende viser en grafisk analyse af arbejdslinien:
VCC
20 V
Rd
1k
Uout
Id mA
loadline
20
A
Q1
Q
9
V2
VGS= 5
VOFF = 0
VAMPL = 1 V
FREQ = 1000
VGS= 4
B
VGS= 3
VDS
4Vdc
Vbias
4
0
0
11 16
20 Volt
Arbejdslinien findes: Hvis transistoren er helt ON, er ID = 20 mA. Hvis transistoren er helt OFF, er
UDS = 20 Volt. UGS er 4 Volt. I skæringspunktet for grafen for UGS ( her VGS ) og arbejdslinien
kredsløbets arbejdspunkt, Q-point. !
Af: Valle Thorø
Side 7 af 29
Mosfet

Version
27/08-2015
Q-point ønskes at være ca midt på arbejdslinien, således at signal-svinget kan blive max I begge
retninger uden at klippe.
Maximum og minimum værdier for VGS er VGS max = 5 Volt, og VGS min = 3 Volt for et signal-input
på 1 Volt peak.
Uout er inverteret. Og fordi afstanden linierne for VGS = 5, 4 og 3 er forskellige, vil outputtet ikke
være symmetrisk. Det er forvrænget. Men hvis kun et lille input signal påtrykkes, kan outputtet godt
opfattes som ikke forvrænget.
Biasing E-MOSFET som signalforstærker:
Ved hjælp af to modstande indstilles en gatespænding, der bringer transistoren i et arbejdspunkt.
Gatespændingen må være så høj, at transistoren leder ”halvt”.
Bias-spændingen etableres af en spændingsdeler:
20 V
VCC
Gate spændingen er:
R2
VG  U CC 
R1  R 2
VG  5V
Der flyder ingen strøm ind I gaten
pga. Den extrem høje
indgangsmodstand.
Så Gate spændingen er lig:
Rd
R1
4,7k
C2
3 Meg
C1
Uout
Q1
V2
VOFF = 0
VAMPL = 1 V
FREQ = 1000
VG  VGS  R S  i D
R2
Rs
1Meg
0
0
2,7k
0
Transistoren skal bias’es så den arbejder I dens saturation region, så det haves:
i D  KU GS  U TRESH 
2
K er givet af geometrien I transistoren til fx 1 mA/V2
En grafisk løsning kunne se ud som følgende:
Af: Valle Thorø
Side 8 af 29
Mosfet

Grafen for iD er parabolsk. Hvor det skærer
arbejdslinien, haves arbejdspunktet, Qpoint.
Version
27/08-2015
Id
id
En matematisk løsning ville give en 2.
gradsligning med 2 rødder.
VG/RS
Qpoint
Ligningerne er:
VG=VGS+ RsiD
Bias line
VGS
VG  VGS  R S  i D
og
2
i D  KU GS  U TRESH 
Uthreshold
VG
Q-værdier er brugt, derfor index “Q”.
VG  VGSQ  Rs  KVGSQ  VT  
2
 1

VG
2
2
VGSQ
 
 2VT   VGSQ  VT  
0
RS  K
 RS  K

Når værdierne substitueres, fås
2
VGSQ
 3.63  VGSQ  2.148  0
2
2
 2.886 og VGSQ
 0.744 mA
Løses, findes: VGSQ
Den anden rod forkastes. Og der findes:
I DQ  KVGSQ  VT   0.748 mA
2
Løses for spændingen UDS findes:
VDSQ  VDD  R D  R S I DQ  14.2 V
Dette er OK I saturation området !
Tommelfingerregler
Som et rimeligt startpunkt for design af et kredsløb, kan vælges modstande, så:
Af: Valle Thorø
Side 9 af 29
Mosfet

Version
27/08-2015
R D  I DQ  U CC / 4
U DSQ  U CC / 2
R S  I DQ  U CC / 4
ORCAD Simulering:
Mangler !!
Eksembel med afkoblet source modstand.
UCC
R Drai n
Uout
Q1
Selvspærr ende, Nkanal
Uin
R Sour ce
0
0
0
Eks på selvspærrende småsignal MOSFET transistor BS 170.
IR-forforstærker:
Kredsløbseksempel til at
overføre audio.
R3
VCC, 9 V
D1
560
C4
BP104
C2
47uF
P1
R2
R1
470k
100 Kohm
0
0
22 uF
10n
3
C1
Uout
2
Q1
BS170
Gnd
820k
1
0
På udgangen tilsluttes et par
hovedtelefoner !!
0
0
Transistor-symbolet er forkert. Skulle have været stiplet.
Af: Valle Thorø
Side 10 af 29

Mosfet
Version
27/08-2015
N-kanal Mosfet
Fra databladet:
Hvordan virker kredsløbet ??
Af: Valle Thorø
Side 11 af 29
Mosfet

Version
27/08-2015
Depletion, Selvledende:
DEPLETION, D-MOSFET, SELVLEDENDE, ( Tysk: Verarmung) , i både N-kanal og P-kanal.
Med følgende symboler:
( I diagramsymbolet er linjen til højre for gaten fuldt optrukket, so indikation på, at transistoren er
selvledende. )
Selvledende
Drain
Source
Gate
Q1
Q2
Gate
Source
Drain
Strøm
Strøm
N-Kanal
P-Kanal
IDS
IDS
Ugs off
IDSS
UGS
Ugs off
N-kanal
P-kanal
Eks:
Eks:
At transistoren er selvledende betyder, at ved en gatespænding på 0 Volt, vil den lede. !
ID beregnes af formlen
Af: Valle Thorø

U
I D  I DSS  1  GS
 U GSOff



2
Side 12 af 29

Mosfet
Version
27/08-2015
Biasing D-MOSFET
UCC
Transistoren leder af sig selv. Gaten skal blot
stelles, for ikke at blive for højimpedant.
Dvs. et signal fra Uin kan ”pumpe”
gatespændingen op og ned, og derved
påvirke transistorens IDS. Denne ændring i
IDS giver en ændring i delta URdrain. Og
derved et signal på Uout.
R Drai n
Uout
Q1
Selvledende, N- kanal
Uin
0
0
Mosfets er meget følsom overfor statisk elektricitet. Skal opbevares i ledende poser, i ledende skum
eller lignende. Arbejdsbordet skal stelles, der skal bruges ledende armbånd til arbejdsbordet, og der
må ikke være spænding på, når man arbejder med transistorerne.
Følgende er en scannet oversigt over forskellige MosFET-typer:
Af: Valle Thorø
Side 13 af 29

Af: Valle Thorø
Mosfet
Version
27/08-2015
Side 14 af 29
Mosfet

Version
27/08-2015
Kredsløbseksempler med MOSFET’s
UCC
RLast
Mosfet anvendt som switch.
1k
U1
2
Q1
Selvspær rende, Nkanal
1
3
NAND2
0
Spændingsdobler
D1
D2
Uin
Uout ~ 2 g ange Uin
Spændingsdobler efter
ladningspumpeprincippet:
C1
Q1
10 uF
Selvspær rende, Pkanal
C2
BD 512
BS250
100 uF
Uin
Q2
Selvspær rende, Nkanal
BD 522
0 BS 170
Konstantstrøms-generator.
U
I Konst  GS
R
0
Q1
Selvledende, N-kanal
R1
Hovedtelefon-forstærker med MosFet.
Af: Valle Thorø
Side 15 af 29
Mosfet

Version
27/08-2015
+ 9 til 12 Vol t
C7
1k2
10uF 16 V
R1
0
R2
G
S
Q5
100 Ohm
BS250
R5 100k
8
D
C1
3
Uin
2
220n
+
U3A
C4
R3
1
-
1k
P1
TL082
LS1
4
100uF 40V
47K
Hovedtelefon
R4
220
10K
R8
SPEAKER
Nul
D
R6
R7
1k2
100
0
G
Q4
BS170
S
C3
10uF 16V
Minus 9-12 Vol t
Bemærk, at Operationsforstærkerens udgang ikke styrer udgangstransistorerne. Det gør
OPAMP’ens forsynings-ledninger. Hvis opamp’ens udgang ønskes at gå opad, forsøger den, og den
trækker mere strøm fra plus. Herved falder spændingsfaldet over R1.
PowerMOS
Mosfets beregnet til store strømme kom frem allerede fra ultimo 70’erne. De er optimeret for store
strømme. Ved store strømme gælder det om, at modstanden mellem Drain og Source er så lav som
muligt, for at holde delta UDS så lav som muligt, og derved få så lille en effektafsætning som muligt.
Forskellige firmaer har søgt dette optimeret ved forskellige udformning af chippen: Her en oversigt
over forskellige firmaer, og eksempler på de navne, de giver deres POWERMOS chips.
Se video: http://freecircuitdiagram.com/2010/03/31/transistor-mosfet-video-tutorial/
Tjek android app: Everycircuit.
Fabrikant
IR, International Rectifier
Siliconix
Siemens
Af: Valle Thorø
Navn
HEXFET
V-MOS
SIP-MOS
Kommentarer
Mange 6-kanter,
Udformet i V-form på Chippen
Mange ( flere tusinde ) enkelte parallelle
transistorer på chippen
Side 16 af 29
Mosfet

Version
27/08-2015
For POWER-MOS gælder, at få RDS on så langt ned, som muligt. Der findes værdier på 0,03 Ohm
ved 45 Ampere.
For P-kanal er RDS on ca 2 gange så stor som for N-Kanal.
RDS on stiger ved stigende temperatur.
Cin
Desværre optræder der nogle små kapaciteter mellem gate og hhv. Drain og Source, som vist på
næste diagram. Umiddelbart kan de synes harmløse, de er jo ret små.
UCC
Men ved høje skiftefrekvenser, vil de betyde
en del.
R last
Eks.
600 pF
C gd
Gaten skifter fra 0 til 12 Volt på 12 nS.
Hvilken ladning skal flyttes, og hvilken strøm
svarer det til?
Q1
Selvspær rende, Nkanal
Uin
C gs
100 pF
0
Q  U  C  Q  600 p  12  100 p  12  27,2 nCoulomb
Dvs. der skal flyttes 27,2 n Coloumb ved hver skift. Det bliver en strøm på
I
Q 27,2 nC 

 272 mA
t
100 ns 
På 2 skift flyttes 54,4 n[C]
Skal der switches med 100 kHz, fås middelbelastningen:
P  Q  U  f  54,4 nC  100 k Hz  75,2mW 
Det fås af:
P  UI  U
Q
 UQf
t
Mosfet’en skal altså drives med en enhed, der kan levere mindst 75 m[Watt].
Af: Valle Thorø
Side 17 af 29
Mosfet

Version
27/08-2015
Fx kan flg. kredsløb anvendes:
UCC
R last
Uplus
600 pF
C gd
BC547
2
3
U4
NAND2
Q1
Selvspærr ende, Nkanal
1
200
C gs
100 pF
BC557
0
0
0
0
0
Ydermere opstår der problemer idet en ledning også optræder som en selvinduktion, eller en spole.
Dvs. at der ved store skiftehastigheder af store strømme opstår store induktionsspændinger.
Ex.: Ledningen har en induktion på 50 nH. Strømmen der switches i løbet af 25 n[sek.] er på 60
Ampere:
U  L
di
60 A
 50 nH 
 120Volt .
dt
25 nS
Kredsløbs-eksempler:
Her vises et eksempel på en ”H-Bro” til motorstyring !
Skematisk diagram.
Af: Valle Thorø
Side 18 af 29
Mosfet

Version
27/08-2015
http://www.robotoid.com/my-first-robot/rbb-bot-phase2-part1.html
Det skal absolut undgås, at
begge transistor-indgange,
mærket med OnOff, er høje
samtidig.
Plus 12 Volt
R1
R2
1k
1k
Q3
Q4
IRF9540
IRF9540
R5
Sker det, vil der være en
direkte kortslutning fra Plus
12 Volt til Stel.
R6
1k
1k
MG1
1
2
MOTOR
Kredsløbet kan direkte
styres af en uC.
5Volt
Obs: R3 og R4 kan med
fordel i stedet ændres til
Pull Down modstande i
stedet.
5Volt
R3
OnOf f
R4
Q1
IRF540
1k
OnOf f
Q2
IRF540
1k
0
Obs: Det kan være en fordel, at sætte lysdioder på, for at indikere, hvornår motoren kører parallelt
over motoren.
Motorstyrin
g.
UCC
R1
S
G
Q1
P-kanal
S
Q3 G
R2
1
1k
Retning Enable
2
D
3.3k
R4
1k
Fx. 5 Volt
2
AND2
1
D
D
3
Q2
U7
1
AND2
1
Q4
N-kanal
S
NOT
2
S
0
3
En H-bro kan også fås som integreret
kredsløb.
Se: L298N
Undersøg kredsløbet!
Af: Valle Thorø
R3
DC MOTOR
2
Her er
kredsløbet
forsynet med
gates, der
forhindrer, at
der kan opstå
kortslutning
fordi alle 4
transistorer
leder
samtidigt.
3.3k
Fx. 12 Volt
Side 19 af 29

Mosfet
Version
27/08-2015
Der skal 5 Volt på ben 9 til at forsyne
kredsen. Men der må sættes 12 Volt på ben
4 til motoren !
Her vises
indmaden i ICen L298N lidt
bedre.:
Her et eksempel på et kit til motorstyring.
Af: Valle Thorø
Side 20 af 29
Mosfet

UCC
2
Eksempel
på et
servosystem:
Version
27/08-2015
DC MOTOR
Motoren
trækker også
Potmeteret
+
10k
UCC +15 V
OPAMP OUT
1
0
D
-
0
N-kanal
1Meg
G
UCC
-
10k
5k
+
Transducer
OPAMP
OUT
OUT
S
S
Q6
+
5k
0
Q1
-
OPAMP
1Meg
G
P-kanal
D
UCC -15 V
0
Øvelse:
Der skal bygges et kredsløb, med en Powermos, en IRF 540, der kan lysdæmpe en forlygtepære
til en bil.
Test også kredsløbet på en aktuator og en DC-motor
VCC
Til Pære
R1
Gnd
R3
1k
10k
Kredsløb til at slukke kabinebelysningen i en bil efter en tid.
M1
R2
100k
Q1
R4
BC557
IRF540
10k
Bry deswitch
Gnd
D1
15 Volt
C1
10u
R5
1Meg
SW1
Gnd
Konstant ly s
Af: Valle Thorø
Side 21 af 29

Mosfet
Version
27/08-2015
Undersøg kredsløbet !
Kredsløbet er fra Elector.
Switchmode regulator til
lysdioder.
Tænd lysdioden i en periode ved et tryk.
Trappeautomat?
Af: Valle Thorø
Side 22 af 29

Mosfet
Version
27/08-2015
http://www.learningelectronics.net/circuits/30-watt-audio-power-amplifier-schematic.html
Audioforstærker med Mosfet
Af: Valle Thorø
Side 23 af 29

Mosfet
Version
27/08-2015
http://www.audiokarma.org/forums/showthread.php?t=453275&page=9
http://homemadecircuitsandschematics.blogspot.dk/2012/02/how-to-make-solar-inverter-circuit.html
Logic Level Gate MosFet.
Af: Valle Thorø
Side 24 af 29
Mosfet

Version
27/08-2015
THe advantage of logic level MOSFETs is that their source-drain saturates with at a low gate
voltage. THe disadvantages are that they tend to have higher gate capacitance/gate charge
(take longer to turn on for a given amount of drive current), have higher on-resistance, have
lower maximum tolerable gate voltages, and cannot be made to have source-drain
breakdown voltages as high as standard MOSFETs. You are basically trading the advantage
of lower gate drive voltage for performance hits in every other area to varying degrees.
Sometimes though the ability to use a logic-level gate voltage simplifies things enough to
justify this.
Basically, if you can easily provide the gate voltage necessary for a standard level MOSFET
choose a standard MOSFET over a logic level MOSFET (all things being equal). If you cannot
provide such a voltage easily, then you have to start thinking about the complexity and
performance tradeoffs of supplying that gate drive voltage or using a logic-level FET.
Advantages of Bipolar over Mosfets Transistors: Bipolar transistor is much more faster thank
Mosfet. and in case when frequency is getting higher and higher the switching power of
Mosfet could increase the switching power of Bipolar. Mosfet is good when you are using in
digital design, because in logic stat 0 and 1 they have a very little leakage current. but even
now when we have already Mosfet with 0.22nm channel length the leakage is already
significant.
http://www.edaboard.com/thread236378.html
Transient beskyttelse
Når der switches store strømme, fx et relæ der switches off, frembringes der store transienter.
R3
D1
D1N4148
R4
Relæ
Q2
BC337
C5
10n
Q1
R1
0
0
U_in
BC337
C1
C4
10n
0
Af: Valle Thorø
0
Måske kan man opdele basismodstanden med
en afkobling i midten.
0
Side 25 af 29
Mosfet

Version
27/08-2015
Det er god skik at afkoble gaten mod
transienter. Mod HF-støj pga. gnist i et relæ fx
.
M1
U_in
2
IRF150
D1
5V6
R2
1Meg
1
C1
0
0
0
0
Transistor-Oversigt:
E-MOS-FET Enhancement, Selvspærrende
Nummer
BS170
BS 250
IRF 540
IRF 9540
Type
N-kanal
P-kanal
N-kanal
P-kanal
I Drain Max
max 300 mA
max 180 mA
19 A
19 A
RDS ON
I Drain Max
RDS ON
D-MOS-FET Depletion Selvledende
Nummer
Type
N-kanal
P-kanal
Nyere typer MOSFET
Der er i de senere år fremkommet nye typer af mosfet’s. Med forskellige navne, og til forskellige
formål:
SmartPower
Intelligente effekthalvledere
PROFET
Switscher høje strømme i biler. Med Current Sense. For biler, der går over til 42 Volt. De
forskellige switche styres af en overlejret signal i power-ledningen !
Af: Valle Thorø
Side 26 af 29
Mosfet

Version
27/08-2015
MOSFET’s på chip, med indbygget currentsense, temperaturcensor, powerdown mm.
Smart SIPMOS
TEMPFET fra Siemens kun med beskyttelses-kredsløb på chippen.
Mosfet Moduler, Se: http://www.pwrx.com/summary/MOSFET.aspx
IGBT
Isolated Gate Bipolar Transistor
Se: http://www.electronics-tutorials.ws/power/insulated-gate-bipolar-transistor.html
En IGBT-transistor er en blanding af en MOSFET I indgangen, og en almindelig bipolar transistor i
udgangen. Dvs. en transistor med Collector, Emitter og Gate. Altså en spændingsstyret alm.
Transistor.
C
Diagramsymbolet:
G
ORCAD !! IXGH40N60.
E
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/125935/IXYS/IXGH40N60.html
C
Opbygningen på chippen er som flg:
Kan switche 75 A.
Q2
G
Selvspær rende, Nkanal
E
Undersøg databladet!
Af: Valle Thorø
Side 27 af 29
Mosfet

Version
27/08-2015
Opbyg et kredsløb med en IGBT.
Undersøg Vp for transistoren.
R1
2
Undersøg Δ UCE
Z1
V1
Ugate
20Vdc
0
IXGH40N60
Lad Ugate være konstant 5 Volt, og undersøg
Δ UCE som funktion af IC.
V2
0
0
Fås også som meget store moduler:
Delta UCE ~ 1 Volt. Ron effektiv er mindre end for MOSFET. ???
IC/IG > 109
IGBT’s fås til fx 1000 Volt og 300 A. Switchning kan udføres op til Føvre ~ 20 KHz.
Eks. Siemens, BUP 304, 1000 V 25 A
UGS on ~ 2 til 5 Volt.
Af: Valle Thorø
Side 28 af 29

Mosfet
Version
27/08-2015
Fordele ved Mosfet vs. IGBT
Tilføj fra siden:
http://www.irf.com/technical-info/whitepaper/choosewisely.pdf
Se: http://www.electronics-tutorials.ws/blog/insulated-gate-bipolar-transistor.html
Af: Valle Thorø
Side 29 af 29