Чего боятся ПОЛЕВЫЕ Транзисторы (MOSFET)
Опыт растёт пропорционально сожженным радиодеталям. Есть такая поговорка.
Ну есть ещё одна мудрая поговорка «Умный учится на своих ошибках, а мудрый учится на чужих».
Если всё это применить к радиоэлектронике, то чтобы не допускать ошибок нам нужно знать какие есть проблемные места.
Давайте попробуем разобрать одну из проблем которой подвержены практически все Полевые Транзисторы. И не важно на какую они Мощность и на какое Напряжение.
И проблема эта связана с максимальным напряжением, которое можно подавать на затвор транзистора. И превысил это допустимое напряжение, мы выведем транзистор из строя.
Для примера посмотрим на характеристики какого-нибудь популярного транзистора. Например IRFZ44
Особенности и характеристики
- Малосигнальный N-канальный MOSFET
- Непрерывный ток стока (ID) составляет 49 А при 25°C.
- Импульсный ток стока (ID-пик) составляет 160 А.
- Минимальное пороговое напряжение затвора (VGS-th) составляет 2 В.
- Максимальное пороговое напряжение затвора (VGS-th) равно 4В.
- Напряжение затвор-исток (VGS) составляет ± 20 В (макс.)
- Максимальное напряжение сток-исток (VDS) составляет 55 В.
- Время нарастания и время спада составляют около 60 нс и 45 нс соответственно.
- Он обычно используется с Arduino из-за его низкого порогового тока.
- Доступен в комплектации То-220
Но в контексте данной статьи. Нас будет интересовать только выделенный параметр — это напряжение Затвор Исток и оно у этого транзистора плюс-минус 20 В.
Если посмотрим на более высоковольтные транзисторы. То их напряжение Затвор Исток ненамного отличается. И как правило чуть больше 20 В.
И даже если ваш полезный сигнал не превышает это напряжение. Его могут превысить различного рода наводки и помехи, которые не зависят от вас.
Как защитить ПОЛЕВЫЕ Транзисторы (MOSFET)
Решение этой проблемы есть и оно очень простое. Разберём три варианта подключения защиты.
1 Вариант:
Использование простого стабилитрона на напряжение от 10 до 20 В зависимости от типа транзистора и от вашего входного сигнала.
Эта схема работает. Но у неё есть существенный недостаток. Если для вашего полевого транзистора важно и положительно и отрицательное напряжение на его затворе. Защита ограничит напряжение по плюсу не выше заданного вашим стабилитроном и почти полностью удалит отрицательный сигнал.
Что хорошо видно на осциллограмме представленной ниже.
2 Вариант:
К нашей схеме защиты добавим ещё Диод. Желательно использовать Диод шоттки.
Как видно из осциллограммы на затворе транзистора появляется сигнал отрицательной полярности.
Но такую схему рекомендуется использовать только тогда когда Вы уверены что это напряжение не превысит заданный допустимый порог.
3 Вариант:
Третий вариант схемы лишён недостатка у предыдущих двух схем он ограничивает сигнал и положительный и отрицательной полярности.
Вместо двух стабилитронов можно использовать один биполярный стабилитрон. Также в этой схеме очень хорошо работают супрессоры. А В некоторых случаях при больших токах импульсных помех они даже обязательны
Как видно из осциллограммы представлены ниже напряжение ограничено по плюсу и по минусу.
Можно также использовать стабилитроны на разные напряжения
Обо всём этом более подробно можно узнать посмотрев видео представленное ниже:
00:05 Вступление
00:23 Чего боятся полевые транзисторы
02:09 Самая простая схема защиты
02:51 Испытания первой схемы защиты
04:05 Осциллограммы
04:50 Испытание второй схемы
06:00 Самая лучшая схема защиты
06:38 Полезны совет по применению такой схемы
