Apa yang harus dicari dalam lembar data saat memilih MOSFET?

Saya berpikir bahwa memilih MOSFET yang tepat untuk strip LED saya akan mudah sampai saya menemukan berapa banyak model yang berbeda.

Pada dasarnya saya ingin MOSFET yang memungkinkan saya untuk mengontrol dengan PWM strip dipimpin 12V 6A (MAX), tetapi setiap kali saya melihat Vgs saya bingung karena angka-angka seperti + -20V .. (Saya mengendalikannya dengan ATtiny13A atau ATtiny85 - output 5V pin)

Saya melakukan banyak pencarian dan menemukan banyak model yang berbeda: IRFZ44N, TIP120, STB36NF06L dan banyak lagi .. tapi saya tidak yakin apakah mereka akan melakukan pekerjaan

MOSFET apa yang harus saya gunakan dan bagaimana cara membaca di lembar data mengapa ini merupakan pilihan yang baik?

Saya baru mengenal hobi elektronik.

12V dan 6A adalah titik awal yang baik. Ini memberitahu saya bahwa Anda memerlukan MOSFET dengan kemampuan sumber tegangan max drain lebih besar dari 12V sehingga 20V akan menjadi kriteria minimum untuk ini.

Anda ingin beralih 6A dan Anda ingin melakukannya dengan volt-drop minimum - seperti kontak relay sehingga Anda mencari Rds (aktif) di bawah (katakanlah) 0,1 ohm. Ini berarti pada 6A itu akan mengembangkan tegangan kecil di perangkat 0,6V (hukum ohm).

Namun, itu akan menghasilkan disipasi daya 6 x 6 x 0,1 W = 3,6W jadi jika Anda mencari perangkat permukaan mount Anda akan lebih suka disipasi rendah mungkin 0,5W maks.

Ini berarti Rds (aktif) akan lebih seperti 0,014 ohm.

Sejauh ini, aplikasi Anda membutuhkan transistor 20V, yang mampu mengganti 6A dengan daya tahan tidak lebih dari 0,014 ohm.

Vgs adalah "seperti" tegangan kumparan pada relai - ini adalah berapa banyak tegangan yang Anda butuhkan untuk kumparan untuk membuatnya beralih TETAPI untuk FET itu hal yang linier dan, jika Anda tidak menerapkan tegangan yang cukup, MOSFET akan tidak nyalakan dengan benar - on-resistance-nya akan terlalu tinggi, itu akan menjadi hangat di bawah beban dan memiliki volt atau dua di atasnya ketika Anda ingin resistansi rendah yang bagus.

Anda kemudian perlu memeriksa rincian spesifikasi untuk melihat seberapa banyak Anda perlu menerapkan untuk menjamin resistensi rendah yang Anda inginkan. Lebih banyak tentang ini lebih jauh ke bawah.

IRFZ44N ada di halaman depan lembar data: -

Vdss = 55V, Rds (on) = 17,5 milli ohm dan Id = 49A

Ini bukan perangkat mount permukaan karena itu sedikit lebih banyak panas yang dihasilkan tidak akan terlalu banyak masalah (dengan heatsink) jadi itu akan melakukan apa yang Anda inginkan, tetapi saya akan meneliti perangkat dengan VDS yang lebih kecil (katakanlah 20V) dan Anda mungkin akan menemukan satu dengan resistensi kurang dari 10 mili ohm.

Jika Anda melihat karakteristik kelistrikan pada halaman 2, Anda akan melihat bahwa resistansi 17,5 mili ohm memerlukan tegangan penggerak 10V di pintu (garis ke-3 dalam tabel). Kurang dari level drive ini dan on-resistance naik seperti panas yang dihasilkan.

Pada titik ini saya tidak dapat memutuskan untuk Anda lagi, tetapi saya pikir Anda mungkin sedang mencari perangkat yang akan beroperasi dari tingkat logika. Dalam hal ini IRFZ44N tidak akan melakukan.

STB36NF06L sedikit lebih tinggi dengan on-resistance tetapi spec tidak menyarankan itu akan bekerja dari drive 5V di gerbang - lihat karakteristik listrik (ON) tetapi saya masih tergoda untuk menemukan yang lebih cocok.

Saya akan tergoda dengan ini . PH2520U adalah perangkat 20V, 100A, 2,7 mili ohm ketika tegangan gerbang 4,5V. Jika tingkat logika Anda 3V3 periksa angka 9 untuk melihatnya akan berfungsi dengan baik di 3V3.

Satu pemikiran terakhir tentang hal-hal - Anda ingin PWM beban dan jika frekuensinya tinggi Anda akan menemukan bahwa kapasitansi gerbang mengambil beberapa arus drive ke pintu gerbang untuk membuatnya bergerak naik dan turun dengan cepat. Terkadang lebih baik menukar on-resistance untuk menemukan perangkat dengan kapasitansi Vgs lebih rendah. Anda ke dalam perdagangan kuda sekarang. Tetap serendah mungkin pada frekuensi switching dan seharusnya drive ok dari pin logika 5V.

Jika Anda akan menggunakannya dengan output level logika, hal pertama yang disebutkan adalah bahwa nyalakan voltase untuk sebagian besar MOSFET agak terlalu tinggi sehingga Anda perlu memilih yang khusus dirancang untuk level digital. Pada dasarnya Anda mencari tegangan GERBANG - SUMBER rendah yang akan memberikan jumlah arus DRAIN untuk aplikasi Anda. Cari "Logic level power MOSFETs N-Channel" Kemudian turun ke resistansi Drain-Source yang rendah (ingat Power lost = I ^ 2 * R) dan kemampuan untuk menangani jumlah arus yang ingin Anda alihkan pada tegangan yang Anda inginkan untuk menukar.

Cari grafik yang menunjukkan Anda saluran Drain untuk tegangan sumber Gate tertentu.

Hal lain yang perlu diingat tentang sakelar MOSFET adalah Anda harus mematikannya secara aktif - Untuk menghidupkan Anda menempatkan voltase ke gerbang. Untuk memastikan CHARGE dihapus dari gerbang, tambahkan resistor (100k - 1M0) antara gerbang dan ground atau pastikan output Anda menarik input ke ground daripada hanya menjadi impedansi tinggi.

Adapun rekomendasi, lihat di https://www.sparkfun.com/products/10213

Pertama: Belajar menggunakan dan menyukai fitur "pencarian parametrik" dari katalog Digi-Key. Ini memungkinkan Anda mencari parameter umum (seperti Rdson, Vds, dll) di semua produsen. Itu mengagumkan!

Kedua: MOSFET sering membutuhkan 10V drive ke gerbang untuk kinerja terbaik, dan sering membutuhkan arus yang signifikan saat beralih (untuk jumlah waktu yang sangat singkat) untuk dengan cepat mengusir mereka dari "mengisolasi" menjadi "melakukan sepenuhnya." Jika Anda menyimpannya terlalu lama di zona transisi, mereka akan memanas, dan gagal.

Jadi, Anda mungkin ingin melihat MOSFET plus chip driver yang sesuai. IRS2301 adalah chip driver MOSFET yang dapat menempatkan 10V ke gerbang MOSFET dari sinyal kontrol 5V atau 3V3 (dengan asumsi Arduino 5V atau 3V3 adalah apa yang Anda gunakan.) Selain itu dapat memberikan drive 10V di atas tegangan utama untuk pergantian sisi yang tinggi, tetapi Anda tidak perlu dalam hal ini, jika Anda beralih. Perhatikan bahwa 12V penuh harus dimasukkan ke dalam pasokan chip driver.

Jika Anda mencari lembar data, Anda tidak perlu drive sisi tinggi jika Anda hanya beralih di sisi rendah; sehingga Anda dapat melewati dioda dan kapasitor bootstrap dalam diagram.

Setelah Anda menemukan sejumlah MOSFET yang cukup untuk memuat Anda (sebagian besar berarti Rdson cukup rendah), Anda dapat berbelanja berdasarkan harga. Namun, parameter lain yang bermanfaat adalah mencari biaya gerbang rendah, karena ini berarti perangkat akan beralih lebih cepat. Biasanya, semakin rendah Rdson, semakin tinggi biaya gerbang yang diperlukan.

Arduino itu sendiri hanya diberi peringkat 25mA (max maks 40mA) dari satu pin, yang mungkin tidak cukup untuk mendorong MOSFET dengan cukup cepat. Saya sudah mencoba melakukan PWM tanpa chip driver pada beban 6A, dan itu tidak berhasil. Entah Anda membakar pin Arduino, atau Anda memperkenalkan resistor pembatas arus, dan akhirnya tidak mengendarai MOSFET dengan cukup cepat.

Satu hal yang perlu dikhawatirkan adalah tegangan maksimum. Ketika lembar spesifikasi mengatakan 20V, itu artinya. Jika Anda mengendarai beban induktif yang mungkin melonjak di atas tegangan pengenal, Anda akan mematikan MOSFET Anda. LED tidak terlalu induktif, jadi kapasitor kecil untuk menyerap induktansi kawat penghubung mungkin cukup untuk menjaga sakelar Anda aman.

Saat ini, perangkat termurah yang tersedia di DigiKey tersedia dalam jumlah tunggal, dengan Rdson yang cukup rendah, adalah NXP PSMN1R1-25YLC, dengan harga $ 1,50 untuk single.

Menemukan video ini yang menurut saya sangat membantu, saya pikir saya ingin membaginya dengan orang lain yang membaca pertanyaan saya

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