Jump to content

    
Zuse

Аспекты использования ключевых MOSFET в линейном режиме

Recommended Posts

Коллеги, наткнулся на интересную статью:

http://leoniv.diod.club/articles/linearmos/linearmos.html

посвященную теме использования ключевых MOSFET в линейном режиме.

В ней автор приводит зависимость Id(t) при Vgs-const для насыщенного IRF530

fig05.gif

Попробовал промоделировать данный эксперимент: подал в модели на затвор напряжение (3.6...4.5В) и посмотрел токи стока в диапазоне температур (10...170 град).

В области малых токов (в районе 100мА) ток стока на краях температурного диапазона действительно изменяется более чем в два раза, но при смещении в область больших токов (1А) ток стока меняется на 10-20%...

Где же на самом деле правда?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Фактически, Вас просто чем-то не устраивают паспортные графики, к тому же, линейный режим для ключевых транзисторов смертельно опасен, а даже если не так, замкнутая ОС ликвидирует все недостатки.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Это не паспортный график - зависимость получена автором экспериментально. Но она вполне согласуется с даташитом. 

Меня не устраивает расхождение с моделью. Хотелось бы сделать модель, в которой будет результат, аналогичный графику.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, Zuse сказал:

подал в модели 

Если вы про спайс моделирование, то модели силовых мосфетов заточены под использование в режиме ключа. Модель необязана учитывать линейный режим. Хуже того, даже в режиме ключа многие модели кривые.

1 час назад, Zuse сказал:

Где же на самом деле правда?

В учебниках

 

6 минут назад, Zuse сказал:

Хотелось бы сделать модель, в которой будет результат, аналогичный графику.

Возможно стоит смотреть в сторону модели BSIM4
 
Edited by Орлёнок

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 hours ago, Plain said:

Интересное дело. Как говорится, за что боролись, на то и напоролись...

Инфа весьма полезная, а сам я как-то проспал эту тему.

Так что, за ссылку отдельное спасибо.

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 11/27/2019 at 2:47 PM, prig said:

Интересное дело. Как говорится, за что боролись, на то и напоролись...

Инфа весьма полезная, а сам я как-то проспал эту тему.

Так что, за ссылку отдельное спасибо.

На самом деле, не все так плохо. 6Вт для SMD типа PDSON-8 и 10-20Вт для TO-220 в линейном режиме транзисторы номинала 80V-150V держат спокойно (это соответствует токам 4-8А при соответствующем Vds).

Основная задача - проверить, что данная модель транзистора не имеет "сюрпризов". Для проверенных моделей MTBF десятки тысяч часов.

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 11/26/2019 at 7:19 PM, Plain said:

...линейный режим для ключевых транзисторов смертельно опасен...

Это совершенно не так. Для любого ключевого ПТ существует область безопасных режимов работы. В т.ч., и линейных.

Не вылезайте за её границы, только и всего, - и будет счастье...

Share this post


Link to post
Share on other sites
13 hours ago, Plain said:

Глянул на пару практически любых, на графиках ОБР постоянного тока вообще нет:

 

https://www.vishay.com/docs/91328/sihlz44.pdf

 

http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/datasheet/05/20/63/2d/c6/d4/40/b9/CD00002311.pdf/files/CD00002311.pdf/jcr:content/translations/en.CD00002311.pdf

Потому что после 100ms тепловые процессы перестают иметь существенную динамику (теплоемкости можно не учитывать) и все сводится к эквивалентному термосопротивлению кристалл-радиатор. Это можно увидель на графиках Zth.

На графике FBSOA такая "безопасная" рабочая точка лежит достаточно "глубоко" от линии 10ms например. Соответственно, все определяется тем, насколько эффективно можно отвести тепло от кристалла, новые MOSFET, типа PSMN2R0-25 имеют конструкцию без wire-bonding (clip-bonding), что обеспечивает очень низкий junction-to-case.

 

Вот, например, с DC областью даже:

image.thumb.png.3c69dacb61a3dc880d077f2daf084662.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

В линейном режиме многие MOSFETы  начинают самовозбуждаться на ВЧ в районе 5-10 мгц. Есть ли общие рекомендации по подавлению этого эффекта? Обычные НЧ обратные связи через операционник с эти эффектом  бороться не в состоянии.

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 12/13/2019 at 2:03 PM, Lelikk said:

На самом деле, не все так плохо

Никто и не говорит, что всё плохо. Просто придётся быть несколько аккуратней в случае использования линейных режимов полевиков.

16 hours ago, Stanislav said:

Это совершенно не так. Для любого ключевого ПТ существует область безопасных режимов работы. В т.ч., и линейных.

Ну да, существует. Только обычно в доках не приводится. И от области безопасных режимов работы для ключевого режима она может сильно отличаться. И особливо существенно это может проявляться на полевиках последних поколений. И усугубляться крайне неприятным эффектом, аналогичным "шнурованию" в биполярах, что для первых поколений полевиков было совершенно не свойственно. О чём в статьях по ссылке, которые Вы явно не удосужились прочитать, собственно и говорится.

А PLain на это просто обратил внимание.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вот кому надо проверенный: 2П9160 http://www.fzmt.ru/produce5/2p7160/

Про него прямо написано, что он эпитаксиально-планарный, и я на завод писал, мне подтвердили, что он нормально работает в линейном режиме, и в жизни я его проверил :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
37 minutes ago, khach said:

В линейном режиме многие MOSFETы  начинают самовозбуждаться на ВЧ в районе 5-10 мгц. Есть ли общие рекомендации по подавлению этого эффекта? Обычные НЧ обратные связи через операционник с эти эффектом  бороться не в состоянии.

Я видел это только при параллельном соединении, но в общем случае можно предложить следующее:

1. Поставить Ferrite Bead дополнительно к обычному резистору в цепь gate, чтобы снизит Q резонансного контура;

2. Поставить керамический конденсатор параллельно между gate и source (в ключевом режиме естественно это все портит, но при работе в линейном вполне приемлемо), чтобы снизить Cds/Cgs (в зависимости от распределения индуктивностей, может потребоваться добавить лучше Cgd);

3. Вообще выбирать транзисторы с наименьшим Cds/Cgs и transconductance.

2 minutes ago, DSIoffe said:

Вот кому надо проверенный: 2П9160 http://www.fzmt.ru/produce5/2p7160/

Про него прямо написано, что он эпитаксиально-планарный, и я на завод писал, мне подтвердили, что он нормально работает в линейном режиме, и в жизни я его проверил :)

Возможно специальные Linear mode MOSFET от IXYS будут даже дешевле, если не нужно радиационная стойкость и прочее.

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.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  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.