Perhitungan disipasi daya MOSFET - Lembar data Diodes Inc.

10

Melihat lembar data Diodes Inc., saya mengalami kesulitan mengikuti perhitungan batas disipasi daya mereka untuk MOSFET mereka.

Misalnya untuk DMG4496SSS http://www.diodes.com/_files/datasheets/ds32048.pdf

Mereka menentukan pada halaman 1

  • I_D (maks) = 8A @ V_GS = 4.5V (dengan R_DS (aktif) = 0,029 ohm)

Tetapi kemudian lembar data juga memberi di halaman 2:

  • Pemborosan daya P_D = 1,42 W
  • Temperatur persimpangan T_J = 150 ° C
  • Tahan panas R_ \ theta = 88,49 K / W

Dan di halaman 3:

  • R_DS (aktif) @ V_GS = 4.5V, I_DS = 8A kira-kira 0,024 ohm

Bagi saya ini terlihat seperti satu kekacauan besar:

  1. P = 0,029 ohm * (8A) ^ 2 = 1,86 W yang secara signifikan lebih besar dari disipasi daya yang diizinkan dari P_D = 1,42 W dari halaman 2
  2. bahkan dengan R_DS (on) = nilai 0,024 ohm dari halaman 3, P = 1,54 dengan masih lebih besar dari disipasi daya yang diizinkan
  3. angka-angka disipasi daya yang diizinkan setidaknya konsisten sendiri: P_D = (T_J-T_A) / R_ \ theta = (150 ° C-25K) / 88,49 K / W = 1,41 W
  4. Namun, grafik R_DS (on) vs V_GS dan I_D vs V_DS tampaknya tidak konsisten: Melihat kasus V_GS = 3,5 V: Dalam gambar 1, garis singgung pada titik (V_DS = 0,5V, I_D = 10A) adalah tentang 6A / 0.5V yang sepertinya menyiratkan R_DS (on) = 0.5V / 6A = 0,083 ohm. Melihat ara. 3 Namun, R_DS (aktif) lebih seperti 0,048 ohm pada 10A.

Bagaimana cara menggunakan lembar data Diodes Inc?

Jadi diberikan datasheet, bagaimana seseorang menghitung I_DS (maks) memberikan beberapa V_GS dan beberapa V_DS? Misalnya V_GS = 6V dan V_DS = 12V.

power mosfet temperature datasheet ARF
sumber
2
Dapatkan +1 dari saya, hanya untuk membaca lembar data dalam detail itu.
PlasmaHH
Artikel terkait bagus: mcmanis.com/chuck/robotics/projects/esc2/FET-power.html
jippie
1
@ jippie Terima kasih untuk referensi, sayangnya itu menjelaskan mengapa peringkat daya MOSFET lebih rendah daripada yang disarankan oleh angka P_D dan R_DS (on). Dalam datasheet yang saya referensikan, peringkat daya lebih tinggi daripada yang disarankan oleh P_D dan R_DS (aktif) ... - Yang pertama sepenuhnya logis, yang terakhir seharusnya tidak mungkin secara fisik!
ARF
1. I_Dmax biasanya ditentukan pada V_GS = 10V atau mungkin 5V untuk MOSFET tingkat logika. 2. I_Dmax tidak dibatasi oleh disipasi daya dengan cara yang Anda pikirkan - bayangkan pulsa 100ns dengan siklus kerja 1%. Dalam kasus seperti itu akan dimungkinkan untuk melewati 30V / 0,024Ohm = lebih dari 8A tanpa pernah melebihi batas disipasi daya, namun tetap menghancurkan perangkat. Spesifikasi halaman pertama sering tipikal daripada nilai yang dijamin, jadi saya tidak akan menganggapnya terlalu serius jika sedikit bertentangan di tempat lain. Apakah itu sedikit membantu?
Oleksandr R.
Saya juga harus mengatakan bahwa hambatan termal bukan kuantitas statis, tetapi tergantung waktu karena MOSFET memiliki kapasitas panas dan laju difusi termal tertentu. Jarang, pulsa arus kuat akan memanaskannya pada dasarnya hanya sebatas nilai RMS mereka, tidak secara instan menjadi pijar. Lihat juga (35352) .
Oleksandr R.

Jawaban:

6

Yup, begitulah cara kerja lembar data MOSFET. Peringkat maksimum saat ini benar-benar berarti "Ini adalah arus maksimum yang dapat Anda peroleh melalui hal ini, jika Anda entah bagaimana tidak melanggar spesifikasi lain dalam proses, meskipun kami tidak tahu bagaimana melakukan itu. Kami menempatkan ini di sini karena kami pikir itu keren, dan mungkin seseorang cukup bodoh untuk membeli satu truk penuh dari mereka sebelum menyadari bahwa mereka tidak dapat benar-benar menjalankan bagian pada nilai ini untuk serangkaian kondisi dunia nyata " .

Pada dasarnya, masing-masing batas perangkat ditentukan secara terpisah. Anda harus melihat apa yang Anda lakukan dan hati-hati memeriksa masing-masing. Batas sebenarnya pada arus biasanya adalah suhu mati. Untuk memeriksanya, lihat max Rdson untuk level drive gerbang Anda, hitung pemborosan akibat arus Anda, gandakan dengan mati ke resistansi termal sekitar, tambahkan ke suhu sekitar Anda, dan bandingkan hasilnya dengan suhu operasi die maksimum. . Saat Anda menghitung mundur semua ini untuk menemukan arus maksimum yang dapat diambil perangkat sebelum menjadi terlalu panas, biasanya Anda akan menemukan itu jauh di bawah spesifikasi arus maksimum absolut.

Olin Lathrop
sumber