Kann der IRF7401 wirklich 8.7A schalten?!

Es steht im Datenblatt:
Power dissipation of greater than 0.8W is possible in a typical PCB 
mount application.

Hängt also von dir ab ob die Beine genügend Wärme ableiten können.

4.5V Gatespannung, bei 4,1A -> RDS(on) = 0.022R
4²A² * 0.022R = 0.35W Verlustleistung
Thermal Resistance beträgt 50K/W (Fußnote 4 beachten. Ein Footprint ist 
leider nicht angegeben).
Das bedeutet Pi*Daumen ca 20K Erwärmung gegenüber der Außenluft. 
Angenommen die wird nicht umgewälzt sondern steht, dann kannst du 
vielleicht mit 40°-50° Umgebungstemperatur rechnen (Abhängig von 
Jahreszeit, Gehäuseform, Kühlschlitze, Lüfter, etc pp.) Da kommen noch 
die 20K drauf. Dann hat das Teil 70°C Junction Temperatur.
Da 150°C Junction Temperatur erlaubt sind, haste also noch Luft.

Die Werte sind natürlich relativ pessimistisch gewählt. Wurst-Käs 
(Worst-Case) halt ;-)

PS: So viel ist das aber nicht. Schau dir mal den IRF6201PBF an.

Es muß halt schnell umgeschaltet werden, sonst fliegt Dir das Teil im 
Linearbetrieb um die Ohren. MosFETs gehen schneller kaputt, als man 
denkt.

BMK schrieb:
> simon wrote:
>
>>.... Schau dir mal den IRF6201PBF an.
>
> Nicht schlecht, der hat ja richtig wenig Rdson.
> Aber Qg ist mit 130nC schon heftig, fast ein Supercap ;-)
> Da braucht man schon einen kräftigen Treiber.
Hehe, ja, da hast du Recht. Sonst passiert relativ schnell das, was 
TravelRec. sagte :-D

> Ich hätte denn mal den IRF3708 (TO220AB) vorgeschlagen,
> für Leute die den MOSFETs im Marienkäfer-Gehäuse SO8 hitzemäßig
> nicht so recht trauen und genügend Platz auf der Platine haben.
> Der ist auch für 2,8V Vgs spezifiziert und hat nur 24nC
> und ist bei Reichelt leicht erhältlich.

Habe jetzt extra einen mit SO8 herausgesucht. Aber SO8 ist sowieso kein 
optimales Gehäuse für Leistungs-MOSFETs. Die DirectFETs sind extrem viel 
besser und gleichzeitig Kleiner. Beim SO8 kommen die Kontaktwiderstände 
ja schon in den heute üblichen Bereich des RDS(on). Die DirectFETs 
werden direkt auf die Platine gelötet über Kupferinseln. Gleichzeitig 
haben die eine Metallkappe für EMV Abschirmung und als kleiner 
Kühlkörper, der (sofern an den Seiten verlötet) auch noch auf der 
Platine vergrößert werden kann.

Blöd bei MOSFET ist, dass der Strom quadratisch in die Verlustleistung 
eingeht. Das heißt irgendwann ist einfach Schluss bei MOSFETs, da die 
Verlustleistung quadratisch steigt. Irgendwann kann man besser mit 
Bipolaren Transistoren, bzw. IGBTs arbeiten.

Hm, so viel wollte ich eigentlich gar nicht schreiben. Ach so, ich habe 
mal eine 4-fach BLDC Motorbrücke gebaut, da habe ich auch SO8 FETs 
verwendet.
IRF7834 an IR2104 an ATxmega128A1, PWM mit 16kHz. Da hing dann ein Motor 
mit durchschnittlicher Stromaufnahme (Volllast mit Luftschraube) so 
8-9A.
Das haben die locker mitgemacht.

So sieht das Ganze aus:
http://klinkerstein.m-faq.de/Images/Image.php?url=QXv2_-_Quadrokopter/3D_PowerTop.jpg
http://klinkerstein.m-faq.de/Images/Image.php?url=QXv2_-_Quadrokopter/BILD0288.jpg

Fürs Größenverhältnis: Der innere TQFP ist einer mit .5mm Pitch. Die 
Platine misst 65x65mm²

@  Simon K. (simon) Benutzerseite

>Habe jetzt extra einen mit SO8 herausgesucht. Aber SO8 ist sowieso kein
>optimales Gehäuse für Leistungs-MOSFETs.

Hat auch keiner behauptet, wenn gleich die heute verfügbaren MOSFETs da 
sehr viel leisten.

>Blöd bei MOSFET ist, dass der Strom quadratisch in die Verlustleistung
>eingeht.

Ach ja, das liebe Gejammer. Schon mal überlegt, wie sich der RDS-ON der 
MOSFETs in den letzten 20 Jahren verringert hat?

> Das heißt irgendwann ist einfach Schluss bei MOSFETs,

Es ist IMMMER irgendwann schluss, selbst bei der Lichtgeschwindigkeit. 
:-0

> da die
>Verlustleistung quadratisch steigt. Irgendwann kann man besser mit
>Bipolaren Transistoren, bzw. IGBTs arbeiten.

Aber erst bei hohen Spannungen.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Wann_setzt_man_einen_MOSFET.2C_Bipolartransistor.2C_IGBT_oder_Thyristor_ein_.3F

MfG
Falk

Falk Brunner schrieb:
> @  Simon K. (simon) Benutzerseite
>
>>Habe jetzt extra einen mit SO8 herausgesucht. Aber SO8 ist sowieso kein
>>optimales Gehäuse für Leistungs-MOSFETs.
>
> Hat auch keiner behauptet, wenn gleich die heute verfügbaren MOSFETs da
> sehr viel leisten.
Nö, muss jemand erst etwas behaupten, damit man was sagen darf? Falk, du 
bist ein Vogel ;-)
Es ging nur eingangs darum, dass der "sehr kleine" IRF7401 doch ganz 
nette Ströme tragen kann. Daran habe ich sinngemäß angeschlossen.

>>Blöd bei MOSFET ist, dass der Strom quadratisch in die Verlustleistung
>>eingeht.
>
> Ach ja, das liebe Gejammer. Schon mal überlegt, wie sich der RDS-ON der
> MOSFETs in den letzten 20 Jahren verringert hat?
Klar.

>> da die
>>Verlustleistung quadratisch steigt. Irgendwann kann man besser mit
>>Bipolaren Transistoren, bzw. IGBTs arbeiten.
>
> Aber erst bei hohen Spannungen.
Äh ja, weil eben dann der RDS(on) "prinzipbedingt" höher ist. Bei 
niedrigeren Spannungen (niedrigeren RDS(on)s) beginnt die Grenze erst 
später.
Aber ja, in der Praxis sieht es dann eben so aus. Steht ja auch alles im 
Artikel, den du verlinkt hast, dessen Sub-Kapitel ich noch gar nicht 
kannte.

> 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Wann_setzt_man_einen_MOSFET.2C_Bipolartransistor.2C_IGBT_oder_Thyristor_ein_.3F

Simon K. schrieb:

>
> Habe jetzt extra einen mit SO8 herausgesucht. Aber SO8 ist sowieso kein
> optimales Gehäuse für Leistungs-MOSFETs. Die DirectFETs sind extrem viel
> besser und gleichzeitig Kleiner. Beim SO8 kommen die Kontaktwiderstände
> ja schon in den heute üblichen Bereich des RDS(on).

Was hast du gegen SO8? Die Weiterentwicklung in Richtung höherer 
Verlustleistung heisst SOT669 oder LFPAK.
http://www.nxp.com/#/ps/ps=[i=48014,f=c6853:76dd9]|pp=[t=pfp,i=48014]
und Automotive unter
http://www.nxp.com/#/ps/ps=[i=50933,f=c7153:76dd9]|pp=[t=pfp,i=50933]
Andere Hersteller (z.B. Vishay und IR) haben ähnliches, aber hier gucken 
die Füsse noch raus und man kann das Teil noch von Hand löten.

Arno

Die Werte gelten aber nur, wenn der FET die ganze Zeit eingeschalten ist 
oder?

Bei relativ hoher Frequenz und/oder zu langsamer Ansteuerung schaut das 
anders aus.

MfG
Jürgen

Arno H. schrieb:
> Simon K. schrieb:
>
>>
>> Habe jetzt extra einen mit SO8 herausgesucht. Aber SO8 ist sowieso kein
>> optimales Gehäuse für Leistungs-MOSFETs. Die DirectFETs sind extrem viel
>> besser und gleichzeitig Kleiner. Beim SO8 kommen die Kontaktwiderstände
>> ja schon in den heute üblichen Bereich des RDS(on).
>
> Was hast du gegen SO8? Die Weiterentwicklung in Richtung höherer
> Verlustleistung heisst SOT669 oder LFPAK.

Wenn ich was gegen SO8 hätte, hätte ich die wohl kaum eingesetzt oder?
Außerdem schrieb ich oben schon, dass der Widerstand der 
Anschlussbeinchen keine höheren Ströme zulässt. Und deswegen DirectFET 
bei ca. gleicher Gehäusegröße etwas leistungsfähiger sind.

J. K. schrieb:
> Die Werte gelten aber nur, wenn der FET die ganze Zeit eingeschalten ist
> oder?

Das ist richtig.

> Bei relativ hoher Frequenz und/oder zu langsamer Ansteuerung schaut das
> anders aus.

Das ist auch richtig. Genau so bei einer 3 Phasen Ansteuerung, wo nie 
alle Transistoren gleichzeitig angeschaltet sind.