Параметры полевого транзистора irf530. интернет-справочник паратран

Принцип работы Irf530n

Микросхема Irf530n является полевым транзистором, который может использоваться в качестве ключа или усилителя. Его работа основана на изменении проводимости канала под действием электрического поля.

При подаче управляющего напряжения на входную область транзистора, поле управления создает зарядовую область в канале, что приводит к изменению проводимости. На выходе транзистора можно получить управляемое напряжение или ток, зависящее от величины управляющего сигнала.

Одной из важных характеристик Irf530n является его низкое внутреннее сопротивление. Это означает, что при управлении транзистором малыми напряжениями можно получить большой ток на выходе. Благодаря этому, микросхему можно использовать в различных системах, где требуется регулирование напряжения или усиление сигнала с минимальными потерями.

Irf530n также обладает высокой стабильностью и надежностью работы. Он устойчив к высоким температурам и имеет защиту от короткого замыкания. Кроме того, его диэлектрическая прочность позволяет работать с высокими напряжениями и предотвращает возможность пробоя между проводниками.

Микросхема можно подключить к цепи с использованием различных схем, например, в качестве ключа в схеме регулятора напряжения. Подавая управляющее напряжение на входной контакт, можно регулировать выходное напряжение. Такой регулятор напряжения может использоваться в различных электронных устройствах, включая источники питания, зарядные устройства, электронные блоки и т.д.

История и основные характеристики

IRF530 обладает высоким значениям напряжения и тока, что позволяет ему использоваться в приложениях с высокими энергетическими требованиями. Основные характеристики этого транзистора представлены в следующей таблице:

Характеристика	Значение
Напряжение стока-истока (VDS)	100 В
Ток стока (ID)	14 А
Мощность (PD)	90 Вт
Сопротивление стока-истока (RDS(on))	0.16 Ом

Применение транзистора IRF530 достаточно широко. Он может использоваться в электронных устройствах для управления мощными нагрузками, такими как электромоторы, соленоиды, светодиоды большой мощности и т.д. Также он может служить ключевым элементом в источниках питания, схемах регуляторов напряжения, аудиоусилителях и других устройствах, где требуется высокая производительность и мощность.

В заключение, транзистор IRF530 представляет собой надежное и мощное устройство с высокими характеристиками, что делает его востребованным компонентом во многих сферах электроники и электротехники.

“Source junction” current limiter (Mod from ES5DOL)

Credits : Many thanks to Sergei  ES5DOL for the tips .

In addition in order to prevent any surge current in the Drain junction you just add 0,1-1 Ohm resistor between ground and sources, and forget avalanche and thermal instability. Add capacitor in parallel to dump oscillations, to set amplification and frequency response correction. No additional protection, no drain-gate RC-chain required anymore (only if you need more fine frequency response tuning). My final tuning is with 0.17 ohm resistor and a 220nf capacitor.

Adding a resistor will regulate and balance the voltage and current from the drain and source. This resistor will prevent to have an infinite gain and the capacitor in // will assist against spurious oscillation.

How it works :

The gate to source voltage, Vgs, controls the transistor. As this voltage increases, the channel becomes more conductive, and more current flows through the drain and source.

The voltage across a resistor is given by Ohm’s law: V=IR

So, as more current flows the drain and the source, more current flows through Rs, and, by Ohm’s law, the voltage across Rs increases. Since the gate voltage isn’t changing, the gate-source voltage decreases, since the source is now closer to the gate.

There will be one point at which this is stable. If the transistor is too much off, there won’t be enough current in Rs, and Vgs will be high enough to turn the transistor on more, increasing the current in Rs.

If the transistor is too much on, there will be too much current in Rs, and Vgs will be low enough to turn the transistor off more, decreasing the current in Rs.

If the gain of the transistor is infinite, then as long as the input is not pushing the output into the supply rails, then the gate-source voltage will be constant, right at the transistor’s threshold voltage: Vgs=Vth. Since the transistor’s gain is infinite, it has unlimited ability to correct any deviation from this through the feedback mechanism mentioned.

The gain of the circuit approaches Rd/Rs as the transitor’s gain increases. Or put another way, as Rd/Rs decreases, the transistor’s gain becomes less relevant to the gain of the whole circuit. That is, almost all of the change in gate voltage appears as a change in Vrs, and only a negligible amount as a change in Vgs.

–> Vg is constant so, if Id increases, Vrs decreases

IRF530 MOSFET specification

• IRF530 is an N-channel MOSFET device
• Drain to source voltage (V_DS) is 100V
• Gate to source voltage (V_gs) is +/- 20V
• Gate to the threshold voltage (V_{g (th)}) is 2 to 4V
• Drain current (I_d) is 14A
• Pulsed drain current (I_DM) is 56A
• Power dissipation is (P_D) is 88W
• Drain to source on-state resistance (R_{DS (ON)}) 16Ω
• Gate to source leakage current (I_GSS) is 100nA
• Total gate charge (Q_g) is 26nC
• Zero gate voltage drain current (I_DSS) is 250uA
• Reverse recovery time (trr) is 150 to 280ns
• Peak diode recovery (dv/dt) is 5V/ns
• Rise time (tr) is 34ns
• Forward turn ON time (t_on) is 85 to 1.7uc
• Thermal resistance junction to case (R_th j-c) is 7℃/W
• Junction temperature (T_J) is between -55 to 175℃

Аналоги транзистора IRF730

КП730, КП752А

Характеристики транзистора IRF530

• Корпус -TO-220AB
• Напряжение пробоя сток-исток100 В
• Максимальное напряжение затвора20 В
• Сопротивление в открытом состоянии0.16 мОм
• Ток стока14.0 А
• Заряд затвора26.0 нКл
• Рассеиваемая мощность88.0 Вт
• КП530, КП745А

Аналоги транзистора IRF530

КП530, КП745А

ПРОВЕРКА ПОЛЕВЫХ И MOSFET ТРАНЗИСТОРОВ

Существует несколько разных способов проверки полевых и Mosfet транзисторов. Например такой:

1. Проверить сопротивление между затвором — истоком (З-И) и затвором — стоком (З-С). Оно должно быть бесконечно большим.

2. Соединить затвор с истоком. В этом случае переход исток — сток (И-С) должен прозваниваться как диод (исключение для транзисторов, имеющих встроенную защиту от пробоя — стабилитрон с определенным напряжением открывания).

Характерной неисправностью полевых и Mosfet транзисторов является короткое замыкание З-И и З-С.

Другим способом является использование двух омметров. Первый включается для измерения между И-С, второй — между И-З. Второй омметр должен иметь высокое входное сопротивление — около 20 МОм и напряжение на выводах не менее 5 В. При подключении второго омметра в прямой полярности транзистор откроется (первый омметр покажет сопротивление близкое к нулю), при изменении полярности на противоположную транзистор закроется. Недостаток этого способа — требования к напряжению на выводах второго омметра. Естественно, цифровой мультиметр для этих целей не подходит. Это ограничивает применение такого способа проверки.

Еще один способ похож на второй. Сначала кратковременно соединяют между собой выводы З-И для того, чтобы снять имеющийся на затворе заряд. Далее к выводам И-С подключают омметр. Берут батарейку напряжением 9 В и кратковременно подключают ее плюсом к затвору, а минусом — к истоку. Транзистор откроется и будет открыт некоторое время после отключения батарейки за счет сохранения заряда. Большинство полевых и Mosfet транзисторов открывается при напряжении З-И около 2 В.

При тестировании полевых транзисторов следует соблюдать особую осторожность, чтобы не вывести его из строя статическим электричеством

Принцип работы

Назначение выводов сток и исток  у мосфетов  аналогичны контактам коллектора и эмиттера биполярного транзистора. Эти выводы делаются из материала n-типа, а корпус устройства и подложка из материала p-типа. Добавление диоксида кремния SiO₂ на подложку образует тонкий слой диэлектрика, который отделяет клемму затвора от всего корпуса.

Получается однополярное устройство, в котором проводимость осуществляется движением электронов. Область между стоком и истоком образуют свободную от носителей заряда зону. Ее насыщение электронами управляется путем подачи положительного напряжения на клемму затвора.

Оно изменяет распределение заряда в полупроводнике, поэтому дырки под слоем диэлектрика, под действием электрического поля двигаются вниз, а свободные электроны притягиваются к области вверх, образуя таким образом n-переход. По этому переходу в последующем и течет электрический ток, сила которого зависит от величины приложенного на затвор напряжения. Возможная схема включения irf3205 показан на рисунке ниже.

Так же, в зависимости от величины управляющего сигнала МОП-транзистор закрываться (низкая проводимость) или в открываться (высокая проводимость).

Thermal runaway outcome

This overall system (Diodes + 0.17 ohm resistor with 220nf capacitor in // + Drain current limiter) is acting mostly as a 3 stages protection .

The main stage is the couple 0.17 ohm resistor with 220nf capacitor in // in order to prevent (Mostly a kind of control) an infinite gain for the Source junction

The second stage is the thermal protection with the diodes.

The Third protection is the Drain current limiter thanks to the step down voltage regulator

This protection system is really recommended to prevent the Drain/Source destruction due to surge current involved by thermal runaway issue. The amplifier will have less gain but an efficient protection.

Особенности использования и популярные модели

Транзистор IRF530 относится к семейству MOSFET транзисторов и представляет собой усилительный биполярный транзистор, специально разработанный для работы в высокотемпературной среде. Его особенности и преимущества делают его популярным среди энтузиастов и профессионалов. Вот несколько ключевых особенностей, которые следует учесть при использовании транзистора IRF530:

1. Высокая теплостойкость: IRF530 способен выдерживать высокие температуры, что позволяет использовать его в различных сферах, где требуется стабильная работа при повышенных температурах.

2. Высокая эффективность: IRF530 обладает низким сопротивлением канала, что помогает улучшить эффективность работы и уменьшить потери мощности в устройстве.

3. Низкое напряжение срабатывания: IRF530 может срабатывать при низком напряжении, что позволяет использовать его в схемах с низким управляющим напряжением.

4. Широкий диапазон применения: Транзистор IRF530 широко используется в сфере автоматизации, электроэнергетике, аудио- и видеоусилителях, источниках питания и других устройствах, где требуется усиление сигнала или коммутация высоких токов.

5. Популярные модели: Среди популярных моделей транзистора IRF530 можно выделить IRF530N и IRF530NPBF, которые отличаются некоторыми техническими характеристиками, такими как максимальное рабочее напряжение и ток, а также величина сопротивления канала.

В целом, транзистор IRF530 предлагает широкий функционал и может быть полезным во множестве схем и устройств. Однако, как и при использовании любого электронного компонента, следует учитывать его характеристики и ограничения, чтобы достичь наилучших результатов и надежной работы.

Как работает регулятор напряжения?

Регулятор напряжения – это устройство, которое позволяет поддерживать постоянное напряжение на выходе от источника питания. Его основной принцип работы состоит в изменении уровня выходного напряжения с помощью управления мощностью, поступающей на нагрузку.

В основе работы регулятора напряжения лежит использование силовых полупроводниковых элементов, таких как транзисторы или тиристоры. Они позволяют контролировать прохождение электрического тока и тем самым регулировать избыточное или недостаточное напряжение, поступающее на нагрузку.

При работе регулятора напряжения сигнал с датчика напряжения постоянно мониторится. Если обнаруживается изменение уровня выходного напряжения, регулятор в соответствии с программой управления корректирует уровень сигнала на силовых электродах, изменяя тем самым силу тока, проходящего через них.

Схема регулятора напряжения с использованием Irf530n представляет собой типовую схему с регулируемым источником питания. Включение транзистора Irf530n позволяет эффективно контролировать выходное напряжение и обеспечивать его стабильность.

В схеме используется отрицательная обратная связь, с помощью которой контролируется напряжение на нагрузке. Если оно отклоняется от заданного значения, регулятор с помощью Irf530n регулирует ток, поступающий на нагрузку, и возвращает напряжение к желаемому уровню.

Эффективность работы регулятора напряжения с использованием Irf530n обусловлена его высокими характеристиками, такими как низкое сопротивление, низкое потребление энергии и высокая стабильность работы

Благодаря этому схема обеспечивает точное и надежное регулирование выходного напряжения и эффективную защиту от перепадов и скачков напряжения, что особенно важно при использовании в системах питания и электронике

IRF530 IMD & Harmonics

Spectral purity , IMD, Harmonics and FCC or ETSI rules:

In France RF power amplifier transmitting on a frequency below 30 MHz, “spurious” and harmonics must be at least < -50 dB below the mean power of the fundamental emission for a < 25w transmitter or amplifier . If i am not mistaken for USA is < -43 dB

Achieving < -50 dB is difficult to achieve and even most of the commercial TRX cannot reach such perfomance.

In a real life for H2:

From -50 up to -40dB is considered as a good result

From -40 up to -35dB is considered as acceptable

From <-35 is considered as a non-desirable result.

50dB down for 3rd order products H3 is considered as acceptable, therefore it is recommended to reach between -55db up to -60dB

The IRF530

The IRF530 is not design at all for HF usage and few things shall be considered in order to have a FCC compliant amplifier.

Biasing and IMD

-Biasing : Maybe the most important part. The Biasing setup shall be tune with a spectral analyzer . Considering using genuine IRF530 Mosfet, the Biasing range is about 3.30 up to 3.8vdc to the gate with about 30 up 40ma (idq) current per MOSFET. With the initial kit it is simply impossible to achieve such value and you shall replace R7 with a different value (Mine is about 220R but you should try also with different value and some guys are using a 470k Resistor). According the measurement i perform, the IMD and distortion provided are terrible with a voltage below 3.3vdc and a current about 10 to 20ma. During my test i try with about 100ma current for the biasing but results were not satisfactory in terms of spectral purity.

-Output power : i f you are expecting to get more than 60watts output power with a good spectral purity means FCC rules at about -50db just forget it , you will never achieve it. According some test and the measurement i perform hereafter the overall results :

Biasing 3.73vdc to the gate with overall 40 up to 60ma current and 13.8Vdc for the drain :

All measurement were performed using a 2 tones and IMD capabilities provided by PiHPSDR and Quisk.

-15 to 50w output with 0.5w input : IMD and 2nd/3rd Order harmonics < -40db up to 47db –> acceptable

-50 to 60w output with 0.5w input: IMD 2nd/3rd Order harmonics< -30 up to -25db , Not so good

-65w and above watts output with 1w input: IMD and harmonics start to grow significantly and almost reach the fundamental level . IMD are only about -15 up to -20db.

-70w output : Just forget it , the IMD + 2nd/3rd Order harmonics are like a Xmas tree on the Spectral analyzer . H2 and H3 reach fundamental level .

if you are expecting a full power means about 70w amplifier compliant with FCC using IRF530 or 510 JUST FORGET IT . Instead it should be more suitable to use dedicated HF transistor likely MRF186 , RD100HHF1, MRF254 etc etc ……

The maximum acceptable input power range is about 0.5 up to 1w to reach FCC compliancy.

Below 22w output with about 0.5w input with a correct biasing the amplifier is acceptable in terms of IMD and Spectral purity.

For 15 to 20w output with 0.5w input with “PS” Pure Signal capabilities from piHPSDR i manage to reach -55db for the H3 3rd order products and about -50dB for H2 2nd order products.

Hereafter a snapshot with Pure Signal activated on 40m with about 20w output. The signal is pretty much clean nearby the carrier.

Применение транзистора IRF530 в электронике и электротехнике

Вот некоторые из основных областей применения транзистора IRF530:

1. Управление мощными нагрузками: IRF530 может использоваться для управления различными мощными нагрузками, например, электромоторами, светодиодными лампами, соленоидами и т.д. Благодаря высокому токоносительному способности и высокой напряженной выносливости, этот транзистор может обеспечить эффективное управление такими нагрузками.
2. Инверторные схемы: IRF530 может быть использован в инверторных схемах для преобразования постоянного тока (DC) в переменный ток (AC). Это позволяет использовать транзистор в различных электронных устройствах, таких как инверторы для солнечных батарей, источники бесперебойного питания (UPS) и множество прочих устройств, где требуется переключение постоянного тока на переменный.
3. Переключение нагрузок: благодаря своей высокой коммутационной способности и низкому сопротивлению в открытом состоянии, IRF530 может использоваться в схемах переключения нагрузок. Это позволяет быстро и эффективно включать и выключать нагрузки в электронных устройствах, таких как реле, силовые ключи, силовые коммутаторы и других устройствах, где требуется переключение нагрузки.
4. Фонтанные схемы: IRF530 может быть использован в фонтанных схемах, где необходим контроль потока электричества. Это может включать в себя схемы диммеров, вентиляторы с регулируемой скоростью, автоматические стабилизаторы напряжения и другие устройства, где требуется управление электрическим потоком.
5. Аудиоусилители: благодаря своей высокой мощности и линейным характеристикам, транзистор IRF530 может использоваться в аудиоусилителях. Он может обеспечить усиление звуковых сигналов с высоким качеством звука и минимальным искажением сигнала.

Это лишь некоторые из возможных применений транзистора IRF530. Общее лаконичное описание его характеристик и мощных возможностей делает его популярным во многих различных областях электроники и электротехники.

Преимущества использования транзистора IRF530

1. Высокая мощность: транзистор IRF530 способен выдерживать ток до 14 ампер, что позволяет использовать его в силовых устройствах.
2. Низкое сопротивление: низкое значение сопротивления в открытом состоянии (RDS(on)) позволяет транзистору IRF530 передавать большой ток при маленькой потере напряжения.
3. Высокая скорость коммутации: транзистор IRF530 позволяет быстро переключаться между открытым и закрытым состоянием, что полезно в приложениях требующих быстрого переключения силовых нагрузок.
4. Широкий диапазон рабочих температур: транзистор IRF530 может работать при температурах до 175 градусов по Цельсию, что делает его устойчивым к перегреву в сложных условиях эксплуатации.
5. Простота в использовании: транзистор IRF530 имеет стандартный корпус TO-220, что удобно для монтажа и подключения в различные схемы.

Все эти преимущества делают транзистор IRF530 привлекательным выбором для проектирования и построения различных схем, включая усилители мощности, импульсные блоки питания и другие приложения, требующие высокой эффективности и надежности.

Tuning procedure

To tune properly this amplifier you need the following equipment :

-Lab power supply with current and voltage control.

-a TinySA to check the specterum purity , IMD and harmonics level

My heathsink is not as big but i limit the output power to 25w for FT and digital mode and about 25 up to 45w for SSB and CW . For the output power limitation the key and it is mandatory you really need a current limitation power supply due to the avanlanche effect with this kind of MOSFET. In fact you need 2 power supply source to power up this amplifier:-One output for the device and this also will be used for the biasing : about 12vdc up to 14vdc max, this is the main voltage-In parallel you will connect to the step down power supply module with current limiting capabilities to feed L1 (L1 is only connected to one side to feed the source through the output transformer) This part is the key.

To setup the amplifier :-To setup the biasing you need to disconnect the source voltage and just feed the amplifier with the main voltage-Apply the main voltage, trigger the PTT and setup the bias to 3vdc with the variable resistor

When done you can apply the Source voltage and setup the current limitation to the minimum, the source voltage is adjusted to about 12 up to 13vdc-You will apply with your transmitter about 500mw maximum-Trigger the Ptt and apply the power up to 500mw-Check the Biasing voltage and current (The current should be below 100ma and the perfect one should be from 40 up 60 or 70ma)-Check the source voltage and it should null since the current is null-Increase bit by bit the source current until the output power is starting to increase. When you reach about 30 up to 40w you can stop to increase the source current. meanwhile double check the biasing and it should be stable to 3vdc.

If you have a 2 tone generator you can now finalize the biasing and check the spectrum with a spectrum analyzer like TinySA-apply 2 tones or use your microphone and increase bit by bit the biasing voltage until you reach a perfect modulation and spectrum.

You need now to finalize the Drain current and when applying some power (Tune or CW carrier) , the current should drop a bit and for exemple if the drain voltage is 12vdc when operating the amplifier the voltage should drop to about 8vdc . This drop of the drain voltage is not critical at all and you will notice during SSB , the voltage will remain stable. For this kind of amplifier this is the key and your amplifier will last for ever avoiding any catastrophic avalanche effect with blowing your MOSFET.At this stage you amplifier should be setup with about 30 up to 40w output power with a great modulation and spectrum. You should notice the Source voltage will drop on the peak of the modulation which is normal and this will protect the amplifier from some catastrophic avalanche effect. Meanwhile the biasing is protected by the diodes in case of increase of the heat.

Особенности работы и параметры полевого транзистора IRF530

Одной из особенностей полевого транзистора IRF530 является его низкое сопротивление в открытом состоянии, что позволяет достичь высокой эффективности и минимизировать потери мощности. Это делает его идеальным для применения в усилителях мощности.

IRF530 также обладает высокой коммутационной способностью, что позволяет быстро переключаться между состояниями и обеспечивать высокую частоту переключения. Это позволяет использовать его в быстродействующих цепях и силовых ключах.

Также, IRF530 имеет высокую тепловую стабильность, что позволяет ему работать при повышенных температурах без потери эффективности

Это особенно важно для применения в мощных устройствах, где нагрев может быть значительным

Параметры полевого транзистора IRF530 следующие:

• Напряжение затвор-исток (Vgs): -20 В
• Максимальный ток стока (Id): 14 А
• Сопротивление стока-исток (Rds(on)): 0.16 Ом
• Мощность потери (Pd): 88 Вт
• Температурный диапазон (Tj): -55°C — +175°C

Эти параметры делают полевой транзистор IRF530 универсальным и широко применимым в различных электронных схемах, включая усилители мощности, силовые ключи, стабилизаторы напряжения и другие.