Announcement: there is an English version of this forum on Hallo, ich benötige aktuell einen N-Kanal MOSFET, welcher für Linearbetrieb geeignet ist. Unter http://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht#N-Kanal_MOSFET werden einige MOSFETs mit "Linearbetrieb möglich" markiert, aber inbesondere bei den IRF MOSFETs finde ich kaum ein Datenblatt, in welchem im SOA-Diagramm eine DC-Linie eingetragen ist. Beispielsweise sollen der IRF530 und der IRLZ34N geeignet sein, in beiden Fällen gibt es jedoch maximal eine Kennlinie für 10ms. Woher stammt also die Information, dass der Linearbetrieb möglich ist? Hat das jemand experimentell ermittelt? Oder kann man das noch anhand weiterer Parameter abschätzen? Viele Grüße Daniel
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Im Datenblatt z.B. von ST für den IRF530 ist ein Bereich "DC operation". Das muß nit heißen, daß ein Mosfet eines anderen Herstellers mit der gleichen Bezeichnung das auch kann.. ;)
Hallo, oh man, ich habe nicht realisiert, dass es z.B. den IRF530 nicht nur von der Firma IR gibt -.- Allerdings ist die Tabelle nun natürlich insofern irreführend, als dass sie pauschal angibt, dass der IRF530 geeignet wäre, und man ihn z.B. bei Reichelt kriegt. Der von Reichelt angebotene IRF530 ist jedoch, sofern man dem Datenblatt glauben kann, von Fairchild, und dort ist keine DC-Kennlinie angegeben. Im Prinzip kann man dort überall "Linearbetrieb möglich" durch "Linearbetrieb herstellerabhängig möglich" ersetzen. Viele Grüße Daniel
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Im Linearbetrieb hat ein MOSFETs unterhalb einer bestimmten Gatespannung einen positiven Temperaturkoeffizienten. Bei konstanter Gatespannung wird der Strom also bei steigender Temperatur größer. Ein großer MOSFET besteht intern aus vielen kleinen parallelgeschalteten MOSFETs, dass bedeutet dann Hotspots. Um das zu vermeiden muss man sehr weit von den maximalen Grenzen wegbleiben. Für den Schaltbetrieb optimierte MOSFETs haben mit diesem Effekt besonders zu kämpfen. Daher ist die Auswahl des richtigen Typs essentiell. Mehr zu diesem Thema gibt es hier zu lesen: https://www.mikrocontroller.net/attachment/84223/AutomotiveMOSFETsinLinearApplication-ThermalInstability.pdf http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1155.pdf Beitrag "Re: Dummy-Load Maximalstrom Problem" FET: Linearbetrieb von MOSFETs Die sechs (!) Grenzen im SOA-Diagramm: Beitrag "Re: MOSFET Linearbetrieb möglich?"
Hallo, mir ist bewusst, was die Problematik am Linearbetrieb bei MOSFETs ist. Deswegen gehe ich ja auch nicht hin und kaufe irgendeinen Typ in der Hoffnung, dass schon alles gut gehen wird. Mir ist nur eben bei der Suche nach geeigneten MOSFETs aufgefallen, dass in der verlinkten Tabelle bei vielen MOSFETs "Linearbetrieb möglich" steht, obwohl das, wie jetzt festgestellt, unter anderem auch vom Hersteller abhängt. So ist z.B. die Masse der (für den Hobbyisten leicht zu beziehenden) von IR angebotenen MOSFETs gemäß SOA für Linearbetrieb überhaupt nicht geeignet. Viele Grüße Daniel
BUK465 gibts für verschiedene Spannungen. Hab ich selber schon mit nem OP im Linearen Bereich gehalten. Aber nicht als konstante Stromsenke sondern eher um immer eine konstante Spannung über dem Mosfet abfallend zu haben. Geht gut.
Daniel H. schrieb: > Mir ist nur eben bei der Suche nach geeigneten MOSFETs aufgefallen, dass > in der verlinkten Tabelle bei vielen MOSFETs "Linearbetrieb möglich" > steht, In einem Wiki lässt sich ja leicht herausfinden, wer die Änderung eingefügt hat. Es war Falk; schreibe ihm am Besten mal eine Nachricht, dann kann er es hier beantworten. http://www.mikrocontroller.net/wikisoftware/index.php?title=MOSFET-%C3%9Cbersicht&diff=68209&oldid=67765 > So ist z.B. die Masse der (für den Hobbyisten leicht zu beziehenden) von IR > angebotenen MOSFETs gemäß SOA für Linearbetrieb überhaupt nicht geeignet. Wenn du meine Links durchgelesen hättest, dann wäre die aufgefallen, dass IRF im Jahr 2010 viele Datenblätter korrigiert und erweitert hat, weil der DC-Betrieb nicht eingezeichnet war und ein Großkunde massive Probleme hatte. Die von dir genannten Bausteine sind sehr alt und haben nur Datenblätter von 2004. Sie wurden dann auch nicht mehr aktualisiert. Ich würde daraus nicht schließen, dass diese Bausteine für den DC-Betrieb ungeeignet sind, allerdings könnte die SOA-Grenze überraschend niedrig sein.
Hallo, dass IRF Datenblätter aktualisiert hat war mir bekannt, allerdings ist das ja nun auch schon ein paar Jahre her und es wurden eben nur einige Datenblätter aktualisiert. Die Verwirrung hier stammt eben daher, dass in der genannten Tabelle der IRF530 als geeignet markiert ist, das Datenblatt von IRF dazu aber nichts Konkretes sagt. Ich will damit nicht sagen, dass der IRF530 von IRF pauschal für Linearbetrieb ungeeignet ist, man kriegt aber bezüglich DC-SOA keine konkreten Grenzen aufgezeigt. Damit gehe ich im schlimmsten Fall eben davon aus, dass DC gar nicht zulässig ist oder aber die Grenze derart niedrig liegt, dass es für einen Linearbetrieb unter diesen Parametern faktisch keine praktische Anwendung gibt. Viele Grüße Daniel
Daniel H. schrieb: > man kriegt aber bezüglich DC-SOA keine konkreten Grenzen > aufgezeigt. bei meisten MOSTFET ist nicht anders als Funktion: Id x Uds x K = Pmax.
Hallo, danke für den Hinweis. Ist mit 'K' die Steilheit gemeint? Viele Grüße Daniel
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Daniel H. schrieb: > Ist mit 'K' die Steilheit gemeint? Nein, in Datenblatt ist meinst ein Thermal Impedance Diagram zu sehen. K ist 1 bei DC Modul
Das K in der Formel ist wohl ein Korrekturfaktor für die Pulsdauer - für die DC Kurve ist K = 1. Die SOA Kurven die den vollen Ptot wert über den ganzne Bereich erlauben sind mit Vorsicht zu genießen, denn das kann auch einfach nur heißen, das der mögliche Effekt der Stromkonzentration (Spirito - Effekt) nicht im Diagramm berücksichtigt wurde. Um sicher zu gehen müsste da im Datenblatt schon ein extra Hinweiss stehen - etwa für Linearbetrieb geeignet oder SOA tested. Besser wäre da schon eine SOA Kurve wo die Zusätzliche Begrenzung zu höheren Spannungen sichtbar ist - da weiß man dann das der Effekt nicht nur vergessen wurde. Das Problem dabei ist, das Inhomogentitäten im Material oder der Verbindung zum Metallträger die Belastbarkeit im linearen Bereich ggf. Begrenzen. Um sicher zu sein muss da entweder sehr viel Reserve sein, oder die FETs müssten einzeln auf die SOA-Belastbarkeit getestet sein. Da der lineare Bereich nur selten gebraucht wird, sind die meisten MOSFETs nicht dafür getestet, denn der Test kostet. So hat man also nur Typen mit mehr oder weniger hoher Wahrscheinlichkeit das es funktioniert. Selbst bei Typen die normal nicht dafür geeignet sind, gibt es eine gar nicht so kleine Chance das man ein gutes Exemplar erwischt. Beim IRF530 sind die Chancen nicht so schlecht - oft wird es gehen, aber man muss auch mit der Möglichkeit eines Ausfalls rechnen: Also so aufbauen das ein Defekt keinen großen Schaden anrichtet, und am Anfang einen kurzen Härtetest mit etwas erhöhter Leistung.
Ah, ok, also ist K einfach der "Duty Cycle" der Ansteuerung. Ich denke, damit bin ich jetzt ganz zufrieden und kann weiterarbeiten, zumal ich in https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Linearbetrieb_von_MOSFETs beim erneuten Lesen auch noch den Hinweis gefunden habe (muss mir vorher durchgegangen sein), dass man die Eignung eines MOSFETs für Linearbetrieb auch über die Steilheit g_fs einschätzen kann. Ich werde die Wahl jetzt wie folgt treffen: 1. Wenn DC angegeben danach richten 2. Wenn DC nicht angegeben: a) Prüfe ob (I_d x U_ds x K) < P_d mit K = 1 b) Prüfe ob g_fs << 100 S (100 willkürlich gewählt, Link spricht von "Steilheiten im dreistelligen Bereich [...] unbrauchbar") c) Wenn a) und b) erfolgreich einen Strauß dieser MOSFETs bestellen und "Lasttest" durchführen d) Wenn c) erfolgreich --> geil, sehr geil, super geil ;) Viele Grüße & danke Daniel
Ob die DC kurve im Diagramm angegeben ist, halt nicht besonders viel zu sagen. Grob geschätzt ist mehr als die Hälfe der DC-Kurven in den SOA Diagrammen nicht richtig, bzw. gilt nicht für alle Exemplare. Wirklich hilfreich ist eigentlich nur eine DC Kurve, die zu hohen Spannungen einen knick hat und danach steiler abfällt. Für die Steilheit sollte es so sein, dass die genutzte Spannung mal der Steilheit mal etwa 200 mV nicht mehr also die maximale Verlustleistung für den MOSFET sein sollte: Für den IRF530 sind das z.B. bei geplanten 30 V am MOSFET etwa 30 V mal 8 S mal 200 mV = 48 W. Das ist noch weniger als die maximalen 90 W die für den IRF530 angegben sind. Bei mehr Spannung erreicht man da aber ggf. schon die Grenze !
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IRF hat in einer der Appnotes dargelegt wie sie zu den DC-Werten kommen. Es ist schlichte Abschätzung und sie übernehmen keine Garantie daß die FETs das auch dauerhaft können. Ich hab mir eine Senke mit einem IXYS Mosfet gebaut. Der Reichelt hat welche, allerdings sind die Preise nicht ohne. Dafür behauptet IXYS daß deren FETs DC abkönnen.
@ Ulrich H. (lurchi) >Für die Steilheit sollte es so sein, dass die genutzte Spannung mal der >Steilheit mal etwa 200 mV nicht mehr also die maximale Verlustleistung >für den MOSFET sein sollte: Komische Formel. >Für den IRF530 sind das z.B. bei geplanten >30 V am MOSFET etwa 30 V mal 8 S mal 200 mV = 48 W. Selbst das ist arg theoretisch. > Das ist noch >weniger als die maximalen 90 W die für den IRF530 angegben sind. Das ist eine reine Marketingzahl!
Hallo, vielleicht hat ja jemand irgendwann mal Verwendung für die Info. Ich habe jetzt einige IRLZ 34N von IRF im DC-Betrieb getestet. Bei geeigneter Kühlung (montiert inkl. Wärmeleitpaste auf CPU-Kühler) gab es in knapp 5h Betrieb bei 11,85V V_DS und 1,5A keine Probleme. Aktuell läuft das Ganze seit knapp einer Stunde bei 14,85V V_DS und 1,5A und bisher ebenfalls kein Ausfall. Viele Grüße Daniel
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