Технические характеристики
Информация по всем эксплуатационным параметрам взята из datasheet на 2n60b компании Fairchild Semiconductor. Значения характеристик представлены для устройств обоих типов корпусного исполнения. Производитель, в своём технической документации, указал их с учётом возможной температуры кристалла (TC) не превышающей +25°С.
Максимальные параметры
Максимальные характеристики для 2n60b (при ТС=+25°С):
- напряжение между стоком и истоком VDSS = 600 В;
- постоянный ток идущий через сток: при TC=25°C ID = 2.0 A; при TC =100°C ID = 1.3 A.
- импульсный ток стока IDM = 6.0 A;
- напряжение между затвором и истоком VGSS = ±30 В;
- энергия одного импульса EAS =120 мДж;
- ток лавинного пробоя IAR = 2.0 A;
- энергия серии импульсов EAR = 5,4 мДж;
- скорость восстановления диода dv/dt = 5,5 В/нс;
- мощность рассеивания: PD = 3,13 Вт (TA = 25°C); PD = 54 Вт (TC = 25°C);
- диапазон рабочих температур Tstg 55°C … +150°C;
- нагрев контактов при пайке TL до 300°C.
Превышение максимальных параметров может привести к выходу устройства из строя или значительно сократить сроки его полезного использования.
Электрические параметры
Рассмотрим электрические (номинальные) параметры MOSFET-транзистора 2N60B (на русском). Условия их измерений представлены в отдельном столбце. Все значения действительны для температуры ТС не более +25°С.
Аналоги
Полных аналогов 2N60B не существует. В настоящее время его можно поменять на более современные и лучшие по параметрам транзисторы. Например, такие: STP3NK60Z, STP3NK60ZFP, STB3NK60Z, STD3NK60Z, 2SK3767. Или более мощные: 4N60, 6N60, 10N60. При этом стоит учитывать, что расположение выводов и корпуса некоторых из указанных устройств могут быть другими. В любом случае перед заменой необходимо ознакомиться с их datasheet.
Электрические характеристики
Данные в таблицах действительны при температуре корпуса 25°C.
Предельные значения
| Обозначение | Параметр | Условия измерений | Мин. | Тип. | Макс. | Ед. изм |
|---|---|---|---|---|---|---|
| BVDSS | Напряжение пробоя сток-исток | VGS = 0 V, ID = 250 µA | 600 | — | — | V |
| ∆BVDSS/∆TJ | Коэффициент напряжение пробоя/температура | ID = 250 µA при 25°C | — | 0,65 | — | V/°C |
| IDSS | Ток стока при нулевом напряжении затвора | VDS = 600 V, VGS = 0 V | — | — | 10 | µA |
| VDS = 480 V, TC = 125°C | — | — | 100 | µA | ||
| IGSSF | Прямой ток утечки затвор-корпус | VGS = 30 V, VDS = 0 V | — | — | 100 | nA |
| IGSSR | Обратный ток утечки затвор-корпус | VGS = -30 V, VDS = 0 V | — | — | -100 | nA |
Рабочие параметры
| Обозначение | Параметр | Условия измерений | Мин. | Тип. | Макс. | Ед. изм. |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VGS(th) | Пороговое напряжение открытия транзистора | VDS = VGS, ID = 250 µA | 2 | — | 4 | V |
| RDS(on) | Сопротивление сток-исток в открытом состоянии | VGS = 10 V, ID = 1.0 A | — | 3.8 | 5 | Ω |
| gFS | Крутизна передаточной характеристики | VDS = 40 V, ID = 1.0 A | — | 2.05 | — | S |
Динамические параметры
| Обозна-чение | Параметр | Условия измерений | Мин. | Тип. | Макс. | Ед. изм. |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ciss | Входная емкость | VDS = 25 V, VGS = 0 V, f = 1.0 MHz | — | 380 | 490 | pF |
| Coss | Выходная емкость | — | 35 | 46 | pF | |
| Crss | Проходная емкость | — | 7.6 | 9.9 | pF |
Подключение IRF3205
Подключение данного транзистора ничем не отличается от способа подключения остальных n-канальных МОП-транзисторов в корпусе ТО-220. Ниже Вы можете увидеть цоколевку выводов MOSFET’а:
Управление осуществляется затвором (gate). В теории, полевику все равно где у него сток, а где исток. Однако в жизни проблема заключается в том, что ради улучшения характеристик транзистора контакты стока и стока производители делают разными. А на мощных моделях из-за технического процесса образуется паразитный обратный диод.
Подключение к микроконтроллеру
Так как для открытия транзистора на затвор необходимо подать около 20В, то подключить его напрямую к МК, который выйдет максимум 5, не получится. Есть несколько способов решения этой задачи:
- Регулировать напряжение на затворе менее мощным транзистором, благодаря которому можно управлять напряжением в 5В. В таком случае схема будет простая и все, что придется добавить — это два резистора (подтягивающий на 10 кОм и ограничивающий ток на 100 Ом)
- Использовать специализированный драйвер. Такая микросхема будет формировать необходимый сигнал управления и выравнивать уровень между контроллером и транзистором. Ниже приведена одна из возможных схем для такого способа.
- Воспользоваться другим транзистором, у которого вольтаж открытия будет ниже. Вот список наиболее мощных и распространенных транзисторов, которые можно использовать с микроконтроллерами такими, как arduino, например:
- IRF3704ZPBF
- IRLB8743PBF
- IRL2203NPBF
- IRLB8748PBF
- IRL8113PBF
Особенности конструкции, хранения и монтажа
Транзистор n-канального типа состоит из кремниевой подложки с p-проводимостью, n-областей, получаемых путем добавления в подложку примесей, диэлектрика, изолирующего затвор от канала, расположенного между n-областями. К n-областям подсоединяются выводы (исток и сток). Под действием источника питания из истока в сток по транзистору может протекать ток. Величиной этого тока управляет изолированный затвор прибора.
При работе с полевыми транзисторами необходимо учитывать их чувствительность к воздействию электрического поля. Поэтому хранить их надо с закороченными фольгой выводами, а перед пайкой необходимо закоротить выводы проволочкой. Паять полевые транзисторы надо с использованием паяльной станции, которая обеспечивает защиту от статического электричества.
Прежде, чем начать проверку исправности полевого транзистора, необходимо определить его цоколевку. Часто на импортном приборе наносятся метки, определяющие соответствующие выводы транзистора. Буквой G обозначается затвор прибора, буквой S – исток, а буквой D- сток. При отсутствии цоколевки на приборе необходимо посмотреть ее в документации на данный прибор.
Технические характеристики
Сначала рассмотрим максимально возможные характеристики 2N60B
Их важно знать, так как производитель не может гарантировать целостность транзистора при их превышении. Скорее всего в этом случае 2N60B выйдет из строя
Эти значения были измерены при температуре +25°С.
- напряжение между стоком и истоком VDSS = 600 В;
- постоянный ток идущий через сток:
- при TC=25°C ID = 2 A;
- при TC =100°C ID = 1.3 A.
- кратковременный ток через сток IDM = 6 A;
- напряжение между затвором и истоком VGSS = ±30 В;
- максимальная энергия одного импульса EAS =120 мДж;
- ток лавинного пробоя IAR = 2 A;
- максимальная энергия серии импульсов EAR = 5,4 мДж;
- скорость восстановления диода dv/dt = 5,5 В/нс;
- PD Мощность рассеяния;
- при температуре окружающей среды TA = 25°C PD = 3,13 Вт;
- при температуре корпуса TC = 25°C PD = 54 Вт.
- диапазон температур работы Tstg55°C … +150°C;
- Максимальная температура припоя TL= 300°C.
Теперь рассмотрим электрические характеристики 2N60B. От них также зависят возможности и сфера применения транзистора. Их измеряли при температуре +25°С. Остальные важные для тестирования параметры приведены в столбце «Режимы измерения».
| Электрические характеристики транзистора 2N60B (при Т = +25 оC) | ||||||
| Параметры | Режимы измерения | Обозн. | min | typ | max | Ед. изм |
| Напряжение пробоя сток-исток | VGS = 0 В, ID = 250 мкА | BVDSS | 600 | В | ||
| Изменение напряжения пробоя от температуры | ID = 250 мкA при 25°C | ∆BVDSS/∆TJ | 0,65 | В/°С | ||
| Ток стока (на затворе 0 В) | VDS = 600 В, VGS = 0 В | 10 | мкА | |||
| VDS = 480 В, TC = 125°C | 100 | мкА | ||||
| Ток утечки между затвором и корпусом (прямой) | VGS = 30 В, VDS = 0 В | IGSSF | 100 | нА | ||
| Ток утечки между затвором и корпусом (обратный) | VGS = 30 В, VDS = 0 В | IGSSR | -100 | нА | ||
| Напряжение открытия | VDS = VGS, ID = 250 мкА | VGS(th) | 2 | 4 | ||
| Сопротивление сток-исток при открытом транзисторе | VGS = 10 В, ID = 1 A | RDS(on) | 3,8 | 5 | Ом | |
| Крутизна передаточной функции | VDS = 40 В, ID = 1.0 A | gFS | 2,05 | |||
| Входная ёмкость | VDS = 25 В, VGS = 0 В,
f = 1 MГц |
Ciss | 380 | 490 | пФ | |
| Выходная ёмкость | Coss | 35 | 46 | пФ | ||
| Проходная ёмкость | Crss | 7,6 | 9,9 | пФ | ||
| Время открытия | VDD = 300 В, ID = 2.0 A,
RG = 25 Ом |
td(on) | 16 | 40 | нс | |
| Нарастание переднего фронта | tr | 50 | 110 | нс | ||
| Время закрытия | td(off) | 40 | 90 | нс | ||
| Спад импульса | tf | 40 | 90 | нс | ||
| Заряд на затворе, необходимый для открытия транзистора | VDS = 480 В, ID = 2 A,
VGS = 10 В |
Qg | 12,5 | 17 | нКл | |
| Заряд на переходе З-И | Qgs | 2,2 | нКл | |||
| Заряд на переходе З-С | Qgd | 5,4 | нКл | |||
| Ток перехода С-И (постоянный) | IS | 2 | А | |||
| Ток перехода С-И (импульсный) | ISM | 6 | А | |||
| Напряжение перехода сток-исток (прямое) | VGS = 0 В, IS = 2 A | VSD | 1,4 | В | ||
| Время обратного восстановления | VGS = 0 В, IS = 2 A,
dIF / dt = 100 A/ мкс |
trr | 250 | нс | ||
| Заряд обратного восстановления | Qrr | 1,31 | мкКл |
Кроме приведённых выше производители приводят также тепловые величины. Они важны для мощных транзисторов, особенно при расчёте теплоотвода. Данные параметры показывают на сколько увеличится температура при увеличении рассеиваемой мощности.
| Тепловые характеристики транзистора 2N60B | |||
| Параметры | Обозначение | Значение | Ед. изм |
| Тепловое сопротивление перехода от кристалла к корпусу | RθJC | 2,32 | °С/Вт |
| Тепловое сопротивление перехода от кристалла к воздуху (с теплоотводом) | RθJA | 40 | °С/Вт |
| Тепловое сопротивление перехода от кристалла к корпусу | RθJA | 62,5 | °С/Вт |
Схема проверки полевого транзистора n-канального типа мультиметром
Перед тем, как проверить исправность полевого транзистора, необходимо учитывать, что в современных радиодеталях типа MOSFET между стоком и истоком есть дополнительный диод. Этот элемент обычно присутствует на схеме прибора. Его полярность зависит от типа транзистора.
Общие правила в том, как проверить транзистор мультиметром, гласят начать процедуру с определения работоспособности самого измерительного прибора. Убедившись, что тот работает безошибочно, переходят к дальнейшим измерениям.
Работоспособность катушки зажигания определяют проверкой сопротивлений на первичной и вторичной обмотках с помощью мультиметра.
Порядок проверки исправности n-канального транзистора мультиметром следующий:
- Снять статическое электричество с транзистора.
- Перевести мультиметр в режим проверки диодов.
- Подключить черный провод мультиметра к минусу измерительного прибора, а красный – к плюсу.
- Подключить красный провод к истоку, а черный – к стоку транзистора. Если транзистор исправен, то мультиметр покажет напряжение на переходе 0,5 — 0,7 В.
Подключить красный провод мультиметра к стоку, а черный – к истоку транзистора. При исправном приборе мультиметр покажет единицу, что означает бесконечность.
Подключить черный провод к истоку, а красный – к затвору. Таким образом, осуществляется открытие транзистора.
Черный провод оставляется на истоке, а красный подсоединяется к стоку. При исправном приборе мультиметр покажет напряжение от 0 до 800 мВ.
При смене полярности щупов мультиметра величина показаний не должна измениться.
Подключить красный провод к истоку, а черный – к затвору. Произойдет закрытие транзистора.
При этом транзистор возвратиться в состояние, соответствующее п.п.4 и 5.
По проделанным измерениям можно сделать вывод, что если полевой транзистор открывается и закрывается с помощью постоянного напряжения с мультиметра, то он исправен.
Полевой транзистор имеет большую входную емкость, которая разряжается довольно долго. Это используется при проверке транзистора, когда вначале его открывают напряжением мультиметра (п.6), а затем в течение некоторого времени, пока не разрядилась входная емкость, проводят дополнительные измерения (п.п. 7,8).
Оценка исправности р-канального устройства
Проверка исправности р-канального полевого транзистора производится таким же образом, что и n-канального. Отличие состоит в том, что в п. 3 к минусу мультиметра надо подключить красный провод, а к плюсу мультиметра – черный провод.
Чтобы выбрать необходимый вариант, как подключить однофазный электродвигатель через конденсатор, требуется исходить из нужных характеристик функционирования агрегата — пусковой, рабочий или смешанный.
Эффективное использование электродвигателей основано на правильном понимании принципа его работы. Асинхронные моторы можно использовать в домашних условиях как генератор.
Выводы:
- Полевые транзисторы типа MOSFET широко используются в технике и радиолюбительской практике.
- Проверку работоспособности таких транзисторов можно осуществить с помощью мультиметра, следуя определенной методике.
- Проверка p-канального полевого транзистора мультиметром осуществляется таким же образом, что и n-канального транзистора, за исключением того, что следует изменить полярность подключения проводов мультиметра на обратную.
