Полевые транзисторы. Что есть IGBT, MOSFET итд

[mickbell]

Ну если так, то немного расскажу, как это делается. Важно понимать, что есть два разных случая управления мосфетом:
1. иногда включить-выключить;
2. постоянно и с большой частотой включать-выключать (ШИМ).
Эти два случая требуют принципиально разного подхода к управлению мосфетом. Дело в том, что затвор мосфета имеет большую ёмкость затвор - канал, а если мосфетом управлять по случаю номер два, то управлять им надо как можно быстрее, не затягивая фронтов управляющего напряжения (на фронтах мосфет перегревается). Для управления мосфетом нужен драйвер - или готовый в виде микросхемы, или на дискретных элементах, чтобы он тянул затвор как вверх, так и вниз большим током, порядка единиц ампер.
Если же говорить о случае номер один, то там обычно всё намного проще, потому как нет нужды загонять в затвор целый ампер. Коммутации редкие, остыть между ними мосфет успеет. Поэтому драйвер не нужен. Но может понадобиться усиление по напряжению. Потому как напряжение на затворе часто нужно вольт десять-пятнадцать, а управление берётся с низковольтного микроконтроллера, неспособного столько выдать. Тогда ставят обычный биполярный транзистор. Только не так, как у вас - эмиттерным повторителем, ведь сигнал по напряжению он не усиливает. Годятся две другие канонiчные схемы каскадов усиления: ОЭ, ОБ. Рекомендую ознакомиться с ними. Если есть желание, то переделайте свою схему.
Ну и на закуску. Посмотрите, как нужно рисовать схемы (это же касается и схем в симуляторах). Есть требования, исполнение которых облегчает понимание: общий провод снизу, питание сверху, сигнал распространяется слева направо. Когда будете рисовать очередную схему, обязательно их соблюдайте.
Что касается расчёта элементов схем - можно и об этом поговорить. Но лучше, наверно, почитать литературу, а будет что-то непонятно - спрашивайте.

[MeAssert]

Почему то, тут все хором утверждают, что чем быстрее открывается MOSFET, чем больше ток затвора, тем меньше выделяется тепловой мощности при переключении, и вообще, открывать MOSFET быстро, это всегда хорошо. А вот и нет. Потому, что затвор MOSFET, это не ёмкость, а три связанные емкости, затвор-сток-исток, и паразитные индуктивности, которые достаточно велики, чтобы оказывать значительное влияние на переходные процессы.

Например, мы подключаем простой драйвер прямо на затвор, и ожидаем, что он затолкает в него 1.5А которые способен выдать. А оно не заталкивается из за LC-LC цепочки, и вместо ожидаемого почти линейного увеличения напряжения на затворе, мы получаем резкий пик, и яму, а MOSFET болтается в линейном регионе, и выделяет кучу тепла. Так что в идеале, открывать и закрывать MOSFET, надо источником тока, как делают самые умные драйвера.

При этом, оптимальный с точки зрения выделения тепла и скорости открытия пиковый ток заряда затвора, часто измеряется сотнями и десятками миллиампер, даже для очень мощных транзисторов. Но время открытия, уменьшается не в десятки раз относительно амперных токов, а всего лишь в разы и даже меньше. То есть надо чётко понимать, какой параметр оптимизируется, какие граничные условия работы, и подбирать драйвер\сопротивление исходя из задачи и фактической работы транзистора. То есть, банальным добавлением резистора нужного номинала в цепь затвора, мы можем уменьшить нагрев ключа в разы, практически не потеряв в скорости переключения и не исказив форму сигнала.

Это не говоря о транзитных эффектах на стоке и истоке, где при сверхбыстрых переключениях, происходят значительные выбросы напряжения (привет емкостям стока, истока и индуктивности цепи), а то и начинаются СВЧ колебания на паразитных емкостях и индуктивностях монтажа. Это реально большая проблема, особенно, в импульсных источниках питания. Это крайне желательно учитывать при проектировании схем с силовыми ключами.

Как? Считать руками, или моделировать численно, благо инструментов сейчас хватает. Даже плохая начальная оценка, лучше чем никакая.

А упрощать затвор MOSFETа до обычной емкости, которую надо зарядить как можно быстрее, это слишком легкомысленно, и иногда приводит к серьёзным проблемам.

[koeltrad]

Драйвер не только открывает, но и закрывает, разряжая затвор. Ззакрытие тоже очень важно. Ну может в конденсаторе затвора есть мизерная индуктивность и что, просто немного медленнее будет открываться мосфет, поэтому надо следить за порогами, быстро разряжать затвор.

Digektor, мне кажется если только начали, то начните сначала только с Биполярных транзисторов) Полевые транзисторы это отдельная история.

[JFF]

приветствую!
ниже график, скажите, напряжение сток исток соответствует падению напряжения открытого транзистора? или это приложенное напряжение?

[12943]

Зачем выдумывать какую-то фигню, если надпись на графике чётко и ясно говорит: драйн-ту-соус вольтаж.

[JFF]

какой ты напыщенный, разговариваешь так, не смог удержаться чтобы не вставить никчемный свой комментарий?

кроме того что он показал самого тебя, мне твой ответ ничего не дал, вызвал лишь негатив и отобрал время, было бы лучше если бы ничего не писал, для заявлений о себе есть соцсети

[mickbell]

Желая получить очевидный ответ на простой вопрос, будьте готовы ко всякому. Он прав: напряжение на графике, как на нём прямо написано, есть напряжение между выводами стока и истока, то есть напряжение на канале транзистора, независимо от его "открытости".

Добавлено after 1 minute 22 seconds:
[uquote="12943",url="/forum/viewtopic.php?p=4030711#p4030711"]драйн-ту-соус вольтаж.[/uquote]Не "вольтаж", а "волтэдж", и не "драйн", а "дрэйн". А "соус" будет на обед.

[12943]

Да, там ещё тот соус.

[ARV]

напряжение на графике, как на нём прямо написано, есть напряжение между выводами стока и истока, то есть напряжение на канале транзистора, независимо от его "открытости".

как же независимо от открытости, если на открытом канале напряжение будет доли вольта?! на упомянутом графике показана область безопасной работы, т.е. те условия, в которых транзистор может переключаться без опасности выгорания. и граница этой области разная для разной частоты коммутации.

не путайте новичка своими соусами

[12943]

На открытом канале может быть любое напряжение и через него может течь любой ток, если вдруг ток импульсный, то и длительность импульса может быть любая.
На пресловутом графике про частоту переключения нет ни слова, напротив, указано: "одиночный импульс".
На графике можно высмотреть такой предельный режим: напряжение на открытом канале 20 В, длительность одиночного импульса 1 мс, ток не должен превышать 100 мА.
Вот такие доли вольта в соусе.

[mickbell]

[uquote="ARV",url="/forum/viewtopic.php?p=4030800#p4030800"]как же независимо от открытости, если на открытом канале напряжение будет доли вольта?! на упомянутом графике показана область безопасной работы, т.е. те условия, в которых транзистор может переключаться без опасности выгорания.[/uquote]К примеру, вертикальная линия, соответствующая напряжению 30 В, ограничивает его и при минимальных токах, и при максимальных (20 А). (Про частоту я вообще молчу.)

[ARV]

все верно: выход правее вертикальной линии в открытом состоянии чреват пробоем.
так же и по горизонтали: попытка без нагрузки коротнуть любое напряжение запросто может привести к прогоранию канала при открывании.
а вот внутри этой области есть возможность коммутировать то или иное напряжение для того или иного тока нагрузки.
аналоговыйлинейный режим, т.е. режим не полного открытыия канала для MOSFET не характерен, и поэтому говорить "о любом токе при любом напряжении" некорректно. график позволяет ткнуть в середину пальцем и понять: при этом коммутируемом напряжении я обязан ограничить ток в открытом состоянии вот этим значением (при импульсе указанной длительности) - и будет мне счастье.

хотел бы я посмотреть, как при +15В на затворе вы сумеете обеспечить для N-MOSFET хотя бы 10 вольт на С-И...

Добавлено after 1 minute 27 seconds:
что касается частоты - то, прошу прощения: немного не на тот график посмотрел.

[JFF]

в каком же случае может оказаться на стоке истоке существенное напряжение, отличное от долей вольта?
если транзистор работает в ключевом режиме то насколько я понимаю лишь в момент открытия и закрытия транзистора
чтобы так долго открывался закрывался транзистор это надо в затворе килоомный резистор.

[12943]

[uquote="ARV",url="/forum/viewtopic.php?p=4030849#p4030849"]хотел бы я посмотреть, как при +15В на затворе вы сумеете обеспечить для N-MOSFET хотя бы 10 вольт на С-И...[/uquote]
Глупости писать вовсе не обязательно. Вот так обеспечивается 10 В сток-исток: 4,5 В на затворе и ток стока 8 А.
Никакие ограничивающие ток резисторы не нужны.

[JFF]

4.5В это не 15В, единственный способ при 15В на затворе создать длительно высокое напряжение на сток исток это в цепь затвора вставить высокоомный резистор.

[mickbell]

Короче, ARV спорит ни о чём. Независимо от того, каким образом создан тот или иной режим, если он укладывается в ОБР - то и будет разработчику щастье - этому же никто не возражает. А то, каким образом он создан - это уже совсем другой разговор.

[El-Eng]

... линейный режим, т.е. режим не полного открытыия канала для MOSFET не характерен...

Чего это не характерен? Очень даже. Пропустим усилители, но, скажем, в устройствах горячей замены или ограничения броска тока при подключении конденсаторов большой емкости. Типичный пример - устройство на LM5069, где, как раз, такая диаграмма и нужна для расчета.

[Express]

У меня творческий вопрос, с биполярных перескочить легко будет на полевики?

[Gudd-Head]

[uquote="Express",url="/forum/viewtopic.php?p=4030913#p4030913"]У меня творческий вопрос, с биполярных перескочить легко будет на полевики?[/uquote]
Как с героина на кокаин, наверное

[Express]

Вас давно небыло, амфитамин среднеквадратичное даёт.