สิ่งที่ต้องมองหาในแผ่นข้อมูลเมื่อเลือก MOSFET

ฉันคิดว่าการเลือก MOSFET ที่ถูกต้องสำหรับแถบ LED ของฉันจะเป็นเรื่องง่ายจนกว่าฉันจะค้นพบว่ามีรุ่นต่าง ๆ กี่แบบ

โดยทั่วไปฉันต้องการ MOSFET ที่ให้ฉันควบคุมด้วย PWM แถบ LED 12V 6A (MAX) แต่ทุกครั้งที่ฉันเห็น Vgs ฉันสับสนเพราะตัวเลขเช่น + -20V .. (ฉันควบคุมด้วย ATtiny13A หรือ ATtiny85 - เอาต์พุตขา 5V)

ฉันทำการค้นหาจำนวนมากและพบกับโมเดลที่แตกต่างกันมากมาย: IRFZ44N, TIP120, STB36NF06L และอีกมากมาย .. แต่ฉันไม่แน่ใจว่าพวกเขาจะทำงานหรือไม่

MOSFET ใดที่ฉันควรใช้และฉันจะอ่านในแผ่นข้อมูลได้อย่างไรว่าทำไมนี่จึงเป็นตัวเลือกที่ดี

ฉันใหม่สำหรับงานอดิเรกอิเล็กทรอนิกส์

12V และ 6A เป็นจุดเริ่มต้นที่ดี สิ่งนี้บอกฉันว่าคุณต้องการมอสเฟตที่มีความสามารถในการจ่ายแรงดันแหล่งจ่ายพลังงานสูงสุดมากกว่า 12V ดังนั้น 20V จึงเป็นเกณฑ์ขั้นต่ำสำหรับสิ่งนี้

คุณต้องการเปลี่ยน 6A และคุณต้องการให้ทำเช่นนั้นด้วยโวลต์ดร็อปขั้นต่ำ - เช่นเดียวกับหน้าสัมผัสรีเลย์ดังนั้นคุณจึงมองหา Rds (บน) ด้านล่าง (พูด) 0.1 โอห์ม ซึ่งหมายความว่าที่ 6A มันจะพัฒนาแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กข้ามอุปกรณ์ของ 0.6V (กฎหมายโอห์ม)

อย่างไรก็ตามนั่นจะทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานของ 6 x 6 x 0.1 W = 3.6W ดังนั้นหากคุณกำลังมองหาอุปกรณ์ยึดพื้นผิว

ซึ่งหมายความว่า Rds (ต่อ) จะมากกว่า 0.014 โอห์ม

จนถึงตอนนี้แอปพลิเคชันของคุณต้องการทรานซิสเตอร์ 20 โวลต์สามารถสลับ 6A ที่มีความต้านทานไม่เกิน 0.014 โอห์ม

Vgs คือ "ชอบ" แรงดันไฟฟ้าของขดลวดในรีเลย์ - มันต้องใช้แรงดันไฟฟ้าเท่าไหร่ที่จะต้องใช้กับขดลวดเพื่อให้สวิตช์ แต่สำหรับ FET มันเป็นสิ่งเชิงเส้นและถ้าคุณใช้แรงดันไฟฟ้าไม่เพียงพอ mosfet จะ ไม่เปิดอย่างถูกต้อง - ความต้านทานต่อมันจะสูงเกินไปมันจะอุ่นขึ้นภายใต้ภาระและมีโวลต์หรือสองข้ามเมื่อคุณต้องการความต้านทานต่ำ

จากนั้นคุณต้องตรวจสอบรายละเอียดของสเป็คเพื่อดูว่าคุณต้องใช้จำนวนเท่าไหร่เพื่อรับประกันว่าคุณจะได้รับความต้านทานต่ำ อีกเล็กน้อยเกี่ยวกับเรื่องนี้ต่อไป

IRFZ44N มีอยู่ในหน้าแรกของแผ่นข้อมูล: -

Vdss = 55V, Rds (on) = 17.5 มิลลิโอห์มและ Id = 49A

ไม่ใช่อุปกรณ์ยึดพื้นผิวดังนั้นความร้อนที่เพิ่มขึ้นอีกเล็กน้อยจะไม่สำคัญเกินไป (ด้วยฮีทซิงค์) ดังนั้นมันจะทำสิ่งที่คุณต้องการให้ทำ แต่ฉันจะทำการวิจัยอุปกรณ์ที่มี Vds ขนาดเล็กกว่า (พูด 20V) และคุณอาจพบว่าตัวต้านทานน้อยกว่า 10 มิลลิโอห์มมาก

หากคุณดูที่คุณสมบัติทางไฟฟ้าในหน้า 2 คุณจะเห็นว่าความต้านทาน 17.5 มิลลิโอห์มต้องการแรงดันไฟฟ้า 10V ที่ประตู (บรรทัดที่ 3 ลงในตาราง) น้อยกว่าระดับไดรฟ์นี้และความต้านทานตามมาจะเพิ่มขึ้นตามความร้อนที่เกิดขึ้น

ณ จุดนี้ฉันไม่สามารถตัดสินใจได้อีกต่อไป แต่ฉันคิดว่าคุณอาจกำลังมองหาอุปกรณ์ที่จะทำงานจากระดับตรรกะ ในกรณีใด IRFZ44N จะไม่ทำ

STB36NF06L เป็นเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่สูงขึ้นกับบนต้านทาน แต่สเปคไม่บอกว่ามันจะทำงานจากไดรฟ์ 5V บนประตู - ดูลักษณะไฟฟ้า (ON) แต่ฉันยังคงอยากที่จะหาคนที่มีความเหมาะสมมากขึ้น

ฉันจะล่อลวงโดยนี้ PH2520U เป็นอุปกรณ์ 20V, 100A, 2.7 milli ohm เมื่อแรงดันเกตคือ 4.5V หากระดับตรรกะของคุณคือ 3V3 ให้ตรวจสอบรูปที่ 9 เพื่อดูว่ามันจะทำงานได้ดีที่ 3V3

ความคิดสุดท้ายเกี่ยวกับสิ่งต่าง ๆ - คุณต้องการโหลด PWM และหากความถี่สูงคุณจะพบว่าความจุเกตจะนำกระแสไดรฟ์เข้าประตูเพื่อให้มันเคลื่อนที่ขึ้นและลงอย่างรวดเร็ว บางครั้งมันก็เป็นการดีที่จะแลกเปลี่ยนความต้านทานเพื่อหาอุปกรณ์ที่มีความจุ Vgs ที่ต่ำกว่า ตอนนี้คุณกำลังซื้อขายม้า ให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะทำได้ในการสลับความถี่และควรขับรถจากขาตรรกะ 5V

หากคุณจะใช้มันกับเอาต์พุตระดับลอจิกสิ่งแรกที่พูดถึงคือการเปิดแรงดันไฟฟ้าสำหรับ MOSFET ส่วนใหญ่จะสูงเกินไปสักหน่อยดังนั้นคุณต้องเลือกตัวที่ออกแบบมาสำหรับระดับดิจิตอลโดยเฉพาะ โดยทั่วไปคุณกำลังมองหา GATE ต่ำ - แรงดันแหล่งที่มาที่จะให้ปริมาณของกระแสไฟ DRAIN สำหรับการใช้งานของคุณ มองหา "ระดับพลังงานลอจิกมอสเฟต N-Channel" จากนั้นจะลงไปที่ระดับการต้านทานต่อ Drain ต่ำ - แหล่งที่มา (จำการสูญเสียพลังงาน = I ^ 2 * R) และความสามารถในการจัดการปริมาณกระแสไฟฟ้าที่คุณต้องการ เพื่อสลับ

มองหากราฟที่แสดงกระแสการระบายออกของแรงดันไฟฟ้าเกตเฉพาะ

อีกอย่างที่ต้องจำเกี่ยวกับสวิตช์ MOSFET คือคุณต้องปิดสวิตช์อย่างแข็งขัน - ในการเปิดสวิตช์แรงดันไฟฟ้าที่ประตู เพื่อให้แน่ใจว่า CHARGE ถูกลบออกจากเกตให้เพิ่มตัวต้านทาน (100k - 1M0) ระหว่างเกตและกราวด์หรือตรวจสอบให้แน่ใจว่าเอาต์พุตของคุณดึงอินพุตไปยังกราวด์แทนที่จะกลายเป็นอิมพีแดนซ์สูง

สำหรับคำแนะนำให้ดูที่https://www.sparkfun.com/products/10213

ข้อแรก: เรียนรู้การใช้งานและรักคุณสมบัติ "การค้นหาเชิงพารามิเตอร์" ของแคตตาล็อก Digi-Key มันช่วยให้คุณค้นหาพารามิเตอร์ทั่วไป (เช่น Rdson, Vds, ฯลฯ ) จากผู้ผลิตทั้งหมด มันเจ๋งมาก!

ข้อที่สอง: MOSFETs มักจะต้องการไดรฟ์ 10V เข้าไปในเกทเพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุดและมักจะต้องการกระแสที่สำคัญขณะที่สลับ (สำหรับระยะเวลาที่สั้นมาก) เพื่อขับออกจาก "แยก" เป็น "ดำเนินการอย่างเต็มที่" หากคุณเก็บไว้ในเขตการเปลี่ยนแปลงนานเกินไปพวกเขาจะร้อนขึ้นและล้มเหลว

ดังนั้นคุณอาจต้องการดู MOSFET บวกกับชิปไดรเวอร์ที่เหมาะสม IRS2301 เป็นชิปไดรเวอร์ MOSFET ที่สามารถใส่ 10V เข้าไปในประตูของ MOSFET จากสัญญาณควบคุม 5V หรือ 3V3 ใน (สมมติว่า 5V หรือ 3V3 Arduino เป็นสิ่งที่คุณใช้) นอกจากนี้ยังสามารถให้ไดรฟ์ 10V เหนือแรงดันไฟฟ้าหลักสำหรับ การสลับข้างสูง แต่คุณไม่จำเป็นต้องใช้ในกรณีนี้ถ้าคุณสลับ โปรดทราบว่าควรใส่ 12V เต็มในการจัดหาชิปไดรเวอร์

หากคุณค้นหาแผ่นข้อมูลคุณไม่จำเป็นต้องใช้ไดรฟ์ด้านสูงหากคุณเพียง แต่เปลี่ยนที่ด้านต่ำ เพื่อให้คุณสามารถข้ามตัวเก็บประจุไดโอดและบูตสแตรปในไดอะแกรม

เมื่อคุณพบจำนวนมอสเฟตที่เพียงพอสำหรับการโหลดของคุณ (ส่วนใหญ่มีความหมายว่า Rdson ต่ำพอสมควร) คุณสามารถเลือกซื้อสินค้าตามราคา อย่างไรก็ตามพารามิเตอร์ที่มีประโยชน์อื่นกำลังมองหาค่าเกตต่ำเนื่องจากหมายความว่าอุปกรณ์จะสลับได้เร็วขึ้น เป็นเรื่องปกติที่ค่า Rdson ที่ต่ำกว่าก็จะต้องเสียค่าประตูที่สูงกว่า

Arduino นั้นได้รับการจัดอันดับสำหรับ 25mA (สัมบูรณ์สูงสุด 40mA) จากขาเดียวซึ่งอาจไม่เพียงพอที่จะขับ MOSFET ได้อย่างรวดเร็วเพียงพอ ฉันลองทำ PWM โดยไม่ใช้ชิปขับที่โหลด 6A และมันก็ไม่ได้ผลขนาดนั้นเลย ไม่ว่าคุณจะเหนื่อยขาของ Arduino หรือคุณแนะนำตัวต้านทาน จำกัด ปัจจุบันและท้ายไม่ได้ขับ MOSFET เร็วพอ

สิ่งที่ต้องกังวลอีกอย่างคือแรงดันไฟฟ้าสูงสุด เมื่อแผ่นข้อมูลจำเพาะบอกว่า 20V มันหมายถึงมัน หากคุณกำลังขับรถโหลดอุปนัยที่อาจพุ่งสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดคุณจะฆ่า MOSFET ของคุณ แม้ว่าไฟ LED จะไม่เหนี่ยวนำมากนักดังนั้นตัวเก็บประจุขนาดเล็กสำหรับดูดซับตัวเหนี่ยวนำสายเชื่อมอาจจะเพียงพอที่จะทำให้สวิตช์ของคุณปลอดภัย

ขณะนี้อุปกรณ์ที่ถูกที่สุดในสต็อกที่ DigiKey มีอยู่ในปริมาณเดียวที่มี Rdson ต่ำพอสมควรคือ NXP PSMN1R1-25YLC ที่ $ 1.50 ในซิงเกิ้ล

พบวิดีโอนี้ซึ่งฉันคิดว่ามีประโยชน์ฉันคิดว่าฉันต้องการแบ่งปันกับผู้อื่นที่อ่านคำถามของฉัน

http://www.youtube.com/watch?v=10R0Mrqwjuo