MOSFET을 선택할 때 데이터 시트에서 무엇을 찾아야합니까?

필자는 LED 스트립에 적합한 MOSFET을 선택하는 것이 얼마나 많은 다른 모델이 있는지 발견 할 때까지 쉬울 것이라고 생각했다.

기본적으로 PWM으로 12V 6A (MAX) LED 스트립을 제어 할 수있는 MOSFET을 원하지만 Vgs를 볼 때마다 + -20V와 같은 숫자로 인해 혼란스러워집니다. (ATtiny13A 또는 ATtiny85-5V 핀 출력)

나는 IRFZ44N, TIP120, STB36NF06L 및 많은 다른 모델을 통해 많은 검색을 수행했습니다. 그러나 그들이 일을 할 것인지 확실하지 않습니다.

어떤 MOSFET을 사용해야하며 왜 이것이 좋은 선택인지 데이터 시트에서 어떻게 읽습니까?

저는 취미 전자 제품을 처음 사용합니다.

12V와 6A는 좋은 출발점입니다. 이것은 12V보다 큰 최대 드레인 소스 전압 용량을 가진 MOSFET이 필요하다는 것을 알려주므로 20V가 이에 대한 최소 기준이 될 것입니다.

6A를 전환하고 릴레이 접점처럼 최소 전압 강하로 그렇게하고 싶을 것입니다. 따라서 0.1ohms 이하의 Rds를 찾으십시오. 이것은 6A에서 0.6V (ohms law)의 장치에서 작은 전압을 발생 시킨다는 것을 의미합니다.

그러나 6 x 6 x 0.1 W = 3.6W의 전력 손실이 발생하므로 표면 실장 장치를 찾고 있다면 최대 0.5W의 낮은 분산을 선호합니다.

이는 Rds (on)이 0.014 옴과 비슷하다는 것을 의미합니다.

지금까지 애플리케이션에는 204 트랜지스터가 필요하며, 0.014 옴 이하의 온 저항으로 6A를 스위칭 할 수 있습니다.

Vgs는 릴레이의 코일 전압과 "같은"-FET의 BUT을 전환하기 위해 코일에 적용해야하는 전압의 양입니다. 선형적인 것이므로 충분한 전압을 적용하지 않으면 MOSFET은 제대로 켜지지 않는 경우-저항이 너무 높으면 부하가 따뜻해지며 저항이 낮을 때 전압이 2 또는 2가됩니다.

그런 다음 사양의 세부 사항을 검사하여 원하는 낮은 온 저항을 보장하기 위해 얼마나 적용해야하는지 확인해야합니다. 이것에 대해 조금 더 자세히 설명합니다.

IRFZ44N은 데이터 시트의 첫 페이지에 있습니다 :-

Vdss = 55V, Rds (on) = 17.5 밀리 옴 및 Id = 49A

표면 실장 장치가 아니기 때문에 약간 더 많은 열이 발생하지 않습니다 (방열판 사용). 원하는대로 할 것입니다.하지만 Vd가 더 작은 장치를 연구합니다 (예 : 20V) 저항에서 10 밀리 옴 미만의 저항을 갖는 것을 발견 할 것입니다.

2 페이지의 전기적 특성을 보면 17.5 밀리 옴의 저항 저항에 게이트의 10V 구동 전압이 필요하다는 것을 알 수 있습니다 (표에서 3 번째 줄). 이 구동 레벨보다 낮고 열이 발생하는 것처럼 온 저항이 상승합니다.

이 시점에서 더 이상 결정할 수 없지만 논리 레벨에서 작동하는 장치를 찾고 있다고 생각합니다. 이 경우 IRFZ44N은 그렇지 않습니다.

STB36NF06L은 온 저항으로 약간 높지만 사양 은 게이트의 5V 드라이브에서 작동한다고 제안합니다. 전기 특성 (ON)을 참조하십시오.하지만 여전히 더 적합한 것을 찾고 싶은 유혹을 받고 있습니다.

나는 이것에 유혹을 받는다 . 게이트 전압이 4.5V 일 때 PH2520U는 20V, 100A, 2.7 밀리 옴 장치입니다. 논리 레벨이 3V3 인 경우 그림 9에서 3V3에서 잘 작동하는지 확인하십시오.

마지막으로 고려해야 할 사항은 PWM 부하를 원하고 주파수가 높으면 게이트 커패시턴스가 게이트에 약간의 구동 전류를 가져 와서 빠르게 위아래로 움직일 수 있음을 알 수 있습니다. 때때로 Vgs 커패시턴스가 더 낮은 소자를 찾기 위해 온 저항을 절충하는 것이 좋습니다. 당신은 지금 말 무역에 있습니다. 스위칭 주파수에서 최대한 낮게 유지하면 5V 로직 핀에서 정상적으로 구동됩니다.

로직 레벨 출력과 함께 사용하려는 경우 가장 먼저 언급해야 할 것은 대부분 MOSFET의 턴온 전압이 너무 높기 때문에 특히 디지털 레벨 용으로 설계된 것을 선택해야한다는 것입니다. 기본적으로 어플리케이션에 필요한 DRAIN 전류를 제공하는 낮은 GATE-SOURCE 전압을 찾고 있습니다. "논리 레벨 전력 MOSFET N- 채널"을 찾으면 낮은 드레인 소스 저항 (전력 손실 = I ^ 2 * R 기억)과 원하는 전압으로 전환하려는 전류량을 처리 할 수 ​​있습니다. 전환합니다.

특정 게이트 소스 전압에 대한 드레인 전류를 보여주는 그래프를 찾으십시오.

MOSFET 스위치에 대해 기억해야 할 또 다른 사항은 적극적으로 스위치를 꺼야 한다는 것입니다. 스위치를 켜려면 게이트에 전압을 넣습니다. 게이트에서 CHARGE가 제거되도록하려면 게이트와 접지 사이에 저항 (100k-1M0)을 추가하거나 출력이 고 임피던스가 아닌 입력을 접지로 끌어 당기십시오.

권장 사항은 https://www.sparkfun.com/products/10213 을 참조하십시오.

첫째 : Digi-Key 카탈로그의 "매개 변수 검색"기능을 사용하고 사랑하는 법을 배우십시오. 모든 제조업체에서 공통 매개 변수 (예 : Rdson, Vds 등)를 검색 할 수 있습니다. 그것은 굉장!

둘째 : MOSFET은 종종 최고의 성능을 위해 게이트에 10V 드라이브를 필요로하며, "절연"에서 "완전히 전도"로 빠르게 전환하기 위해 스위칭하는 동안 (매우 짧은 시간 동안) 상당한 전류를 필요로합니다. 전환 영역에 너무 오래두면 가열되어 고장납니다.

따라서 MOSFET과 적합한 드라이버 칩을 살펴볼 수 있습니다. IRS2301가있는 5V 또는 3V3 제어 신호에서 MOSFET의 게이트에 10V를 삽입 할 수있는 MOSFET 드라이버 칩 (5V 또는 3V3의 Arduino 가정 사용중인이다.) 또한이 별도로 10V 구동 제공 할 수있는 상술 의 메인 전압 하이 사이드 스위칭이지만 전환하는 경우이 경우 필요하지 않습니다. 전체 12V는 드라이버 칩의 전원 공급 장치에 넣어야합니다.

데이터 시트를 살펴보면 낮은 쪽만 전환하는 경우 높은 쪽 드라이브가 필요하지 않습니다. 다이어그램에서 다이오드 및 부트 스트랩 커패시터를 건너 뛸 수 있습니다.

부하에 충분한 다수의 MOSFET을 발견하면 (대부분 Rdson이 충분히 낮음) 가격으로 쇼핑 할 수 있습니다. 그러나 또 다른 유용한 매개 변수는 낮은 게이트 전하를 찾는 것입니다. 이는 장치가 더 빠르게 전환 될 수 있기 때문입니다. 그러나 Rdson이 낮을수록 필요한 게이트 전하가 높아지는 것이 일반적입니다.

Arduino 자체는 단일 핀에서 25mA (절대 최대 40mA)로만 등급이 지정되어있어 MOSFET을 충분히 빠르게 구동 할 수 없습니다. 6A 부하에서 드라이버 칩없이 PWM을 시도했지만 그다지 효과적이지 않습니다. Arduino의 핀을 태우거나 전류 제한 저항을 도입하여 MOSFET을 빠르게 구동하지 못하게됩니다.

걱정해야 할 또 다른 사항은 최대 전압입니다. 사양서에 20V라고 표시되면 의미합니다. 정격 전압 이상으로 급상승 할 수있는 유도 성 부하를 구동하는 경우 MOSFET이 중단됩니다. LED는 유도 성이 높지 않으므로 연결 와이어 인덕턴스를 흡수하는 작은 커패시터로 스위치를 안전하게 유지할 수 있습니다.

현재 Rdson이 충분히 낮은 DigiKey에서 가장 저렴한 장치를 단일 수량으로 구입할 수 있으며 NXP PSMN1R1-25YLC는 싱글 가격이 $ 1.50입니다.

도움이되었다고 생각되는이 비디오를 찾았습니다. 다른 사람들과 질문을 공유하고 싶다고 생각했습니다

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