Hallo, da ich mit FET bisher wenig praktische Erfahrungen habe wollte ich ein einfaches Experiment zur Ansteuerung machen. Dazu habe ich einen IRML6244 mit Source an 0 Volt geschaltet, Drain lag über eine Halogenlampe an den +12 Volt eines Labornetzteils. Dieses hat eine Strombegrenzung auf 2 Ampere. Am Gate lagen über einen Widerstand von 44 Kiloohm zunächst 0 Volt gegen Source, die dann über ein zweites Experimentiernetzteil in 1 - 2 Sekunden bis 3 Volt erhöht wurden. Der FET war zunächst gesperrt, fing bei ca. 1 Volt am Gate an zu leiten, das Netzteil ging in die Strombegrenzung bis die Lampe dann leuchtete. Der FET wurde aber sehr heiss und liess sich dann auch nicht mehr zum sperren bewegen. Mit einem zweiten Exemplar passiert exakt dasselbe. Habe ich die thermisch getötet weil ich die Spannung zu langsam erhöht habe?
Lutz S. schrieb: > Habe ich die thermisch getötet weil ich die Spannung zu langsam erhöht > habe? Ja. Lerne die SOA kennen, die steht im Datenblatt.
Lutz S. schrieb: > Habe ich die thermisch getötet weil ich die Spannung zu langsam erhöht > habe? Genau damit warst Du erfolgreich. So lange sich der FET im linearen Bereich befindet, entsteht an ihm Verlustleistung. Mit einer wesentlich kleineren Glühlampe wäre dies evtl nicht so ausgeprägt passiert. mfG
Ist kein spezielles Problem von FETs, kann auch mit bipolaren Tranistoren passieren. Wie schon geschrieben den sicheren Arbeitsbereich SOA beachten: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Safe_operating_area
Lutz S. schrieb: > Habe mich übrigens beim Typ vertippt, ein L fehlte: IRLML6244 Schau dir doch sein Gehäuse an! Lutz S. schrieb: > Der FET war zunächst gesperrt, fing bei ca. 1 Volt am Gate an zu leiten, > das Netzteil ging in die Strombegrenzung bis die Lampe dann leuchtete. Beim langsamen Hochfahren mit 2A Strombegrenzung hast du dann die 2A Strom und gleichzeitig vielleicht 3V-6V an DS anliegen (je nach Verbraucher; schlimmstenfalls auch fast 12V, wenn die Lampe noch nicht leuchtet). Das sind dann viel mehr als 10 Watt! Bei den 12V UGS kann er gerade mal für 1ms 200mA! Bei 100K/W Wärmewiderstand J-A wird es dem Halbleiter halt sehr heiß - eben viele 100°C. Das mag er nicht ...
Das Datenblatt gibt aber Ströme von max 5 A und U bis 30 V aus, wenn man das Gehäuse dazu sieht fragt man sich was das bitte soll! Und erst die Pwr D von nicht mal 1 Watt bei 70 Grd., an den kann man auch kein Kühlblech dranzaubern, also sehr grenzwertiges Bauteil, oder vorher genau überlegen und Rechnen....
Niemand schrieb: > Das Datenblatt gibt aber Ströme von max 5 A und U bis 30 V aus, wenn man > das Gehäuse dazu sieht fragt man sich was das bitte soll! IRLML6244 https://www.mikrocontroller.net/part/IRLML6244 Seite 4: Fig 8 Maximum Safe Operating Area Seite 5: Fig 11 Typical Effective Transient Thermal Impedance, Junction-to-Ambient Für analoge Lasten muß man schon spezielle MOSFETs suchen die z.B. für analoges Audio konstruiert sind. Der IRFP240 ist z.B. ein solcher MOSFET. Bei dem ist aber ebenfalls die SOA einzuhalten! https://320volt.com/en/irfp240-irfp9240-mosfet-400w-amplifier-circuit/ mfg klaus
Niemand schrieb: > Das Datenblatt gibt aber Ströme von max 5 A und U bis 30 V aus Ja. Aber eben nicht gleichzeitig. Sondern entweder 30V und sperren (kein Strom) oder 5A und voll durchgeschaltet (R_ds_on ~= 20mΩ) > also sehr grenzwertiges Bauteil Eher ein sehr grenzwertiges Verständnis von deiner Seite.
Axel S. schrieb: > Eher ein sehr grenzwertiges Verständnis von deiner Seite. Kannst du dich vllt. auch mal in den TO versetzen, mir brauchst du das nicht vorzuhalten, ich weiß wie man Verlust-P berechnet und damit die SOAR einhält, Mir wäre der Fall sicher auch nicht passiert, allein bei der Größe des Bauteiles kommt schon automatisch die Vorsicht! Klaus R. schrieb: > Für analoge Lasten muß man schon spezielle MOSFETs suchen die z.B. Gibt es noch was anderes als analoge Lasten für den Fall? Es war doch eher der Umstand durch Erkenntnis zu Erfahrung zu kommen, den Transmann nicht voll aufzusteuern war das Übel, daran ist er verstorben. Der IRFP240 ist aber auch ne ganz andere Klasse, sieht man schon am Gehäuse, nicht nur an den Werten. 200V mit ca. 20 A dazu 150 W bei 25 Grd.
Das tödliche Problem kam aber auch durch die nicht lineare Last als Glüh-Obst zum Tragen, der geringe Kalt-R einer Halogen-Lampe ist schon etwas riskant für solche Experimente! Ein paar Leistungs-LEDs in Reihe wären da ratsamer gewesen.
Niemand schrieb: > Das tödliche Problem kam aber auch durch die nicht lineare Last als > Glüh-Obst zum Tragen Hier nich, wenns ein IRLML2502 bis 35W Halogen tut, dann tun dem IRLML6244 auch 50W nichts. Wenn das Gate schnell genug umgeladen wird, stirbt er nicht mal bei Kurzschluss sofort. (OK, hat a biserl geraucht (Flussmittel?!), ist jetzt schön glänzend und hat ~100x Leckstrom:)
Niemand schrieb: > Axel S. schrieb: >> Eher ein sehr grenzwertiges Verständnis von deiner Seite. > > Kannst du dich vllt. auch mal in den TO versetzen, mir brauchst du das > nicht vorzuhalten, ich weiß wie man Verlust-P berechnet Ach. Dein Post war also ironisch gemeint? Und du meinst, mit einem solchen - noch nicht mal durch einen Smiley o.ä. gekennzeichneten - Post würdest du dem TE helfen? > und damit die SOAR einhält SOA ist Schnickschnack. Das 1. Problem des TE dürfte sein, daß ihm nicht klar ist, daß ein MOSFET kein Schnappschalter ist, der zwischen AN und AUS springt. Sondern daß der MOSFET auch alle Zwischenwerte zwischen AN und AUS annehmen kann. Und dann 2. daß er 12V und 2A für irgendwie ungefährlich hält. Das sind immerhin bis zu 24W. Und die teilen sich irgendwie zwischen Glühlampe und MOSFET auf. Wir wissen jetzt nicht, was für eine Glühlampe genau das war. Aber eine kalte Glühlampe ist näherungsweise ein Kurzschluß. Pessimistisch gesehen können dann bis 24W im MOSFET umgesetzt werden. Vollkommen klar, daß der das nicht überlebt. SOA hin oder her.
Axel S. schrieb: > SOA ist Schnickschnack. Die Meinung teile ich nicht. > Das 1. Problem des TE dürfte sein, daß ihm nicht > klar ist, daß ein MOSFET kein Schnappschalter ist, der zwischen AN und > AUS springt. Sondern daß der MOSFET auch alle Zwischenwerte zwischen > AN und AUS annehmen kann. Das hat der TO inzwischen bestimmt nicht nur verstanden, sondern bestimmt auch kapiert. > Und dann 2. daß er 12V und 2A für irgendwie ungefährlich hält. Das sind > immerhin bis zu 24W. Um es mit den Worten der Internetprovider zu sagen: "Bis zu" :D > Und die teilen sich irgendwie zwischen Glühlampe > und MOSFET auf. Am als ideal angenomenen 6Ohm Lastwiderstand (bei ideal angenommenem RDSon 0Ohm) 24W am Lastwiderstand, 0W am Mosfet. Leistungsanpassung als Spezialfall: 6V am Mosfet und 6V am 12Ohmer: jeweils 6 Watt an beiden Bauteilen, mehr wirds am Mosfet nicht werden. > Wir wissen jetzt nicht, was für eine Glühlampe genau das > war. Aber eine kalte Glühlampe ist näherungsweise ein Kurzschluß. Eine Glühlampe ist natürlich noch eine andere Hausnummer, da hast du Recht. Hypothetische 12V21W (passend zur Strombegrenzung) heiss also knapp 7Ohm, kalt etwa ein Zehntel, Hausnummer: 0,7Ohm. Mit Biligstrippen von mir aus 1Ohm. > Pessimistisch gesehen können dann bis 24W im MOSFET umgesetzt werden. Bis die Strombegrenzung des Netzteiles greift (und das dauert etwas wegen dem Ausgangselko): 6V/1Ohm = 6A. Mal 6V ergibt 36W kurzzeitiges Peak worstcase als Hausnumer am Silizium. > Vollkommen klar, daß der das nicht überlebt. SOA hin oder her. Laut SOA geht das (mit Augenmass und Pi mal Daumen gucke ich mir das schön) etwa 1ms gut. Danach muss das Teil aber erstmal wieder seine Wärme verteilen, darf also eine Zeitlang nicht mehr belastet werden. Nach zwei Milisekunden (die Glühlampe braucht Hausnummer 100ms bis Nennstrom) isser out of SOA, also war das kaputtmachen kein Hexenwerk. SOA rules!
2 Cent schrieb: > Axel S. schrieb: >> SOA ist Schnickschnack. > Die Meinung teile ich nicht. OK, war vielleicht mißverständlich. Im Allgemeinen nicht. Aber im Kontext dieses Threads und für den TE schon. >> Vollkommen klar, daß der das nicht überlebt. SOA hin oder her. > Laut SOA geht das (mit Augenmass und Pi mal Daumen gucke ich mir das > schön) etwa 1ms gut. Das nützt dem TE nur nichts. Wenn er die Gatespannung von Hand hoch und runter dreht, dann ist das DC-Betrieb. Und da gilt für diesen MOSFET ausschließlich die Verlustleistungshyperbel (die im Datenblatt von IRF aber gar nicht erst eingezeichnet ist). Selbst aufgelötet auf einer Platine mit ordentlich Kupfer drum herum würde ich dem Kerlchen nicht mehr als 500mW zumuten. Das Datenblatt nennt 800mW - wenn man es schafft, die Beinchen auf 70°C zu halten. Schafft man aber nicht. Wenn man jetzt mal die Hyperbel für I_d·U_ds=500mW in das Diagramm einzeichnet, bleibt von der SOA nicht mehr viel übrig. Oder noch anders gesagt: wenn die Strombegrenzung am Netzteil auf 50mA eingestellt gewesen wäre, dann hätte der MOSFET eine faire Überlebenschance gehabt.
Axel S. schrieb: > ausschließlich die Verlustleistungshyperbel Als Daumenregel sollte man sich bei MOSFETs, die für Schaltbetrieb gebaut sind und deren SOA keinen DC-Betrieb ausweist, im DC-Betrieb nicht einmal darauf verlassen.
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Axel S. schrieb: > 2 Cent schrieb: >> Axel S. schrieb: >>> SOA ist Schnickschnack. >> Die Meinung teile ich nicht. > > OK, war vielleicht mißverständlich. Im Allgemeinen nicht. > Aber im Kontext dieses Threads und für den TE schon. Der TE mag beim threadstart unwissend jeder thermischen Problematik "sauber auf die Fresse" geflogen sein. Ich unterstelle lernfähigkeit, sehe also keinen Grund eine SOA zu verschweigen. >>> Vollkommen klar, daß der das nicht überlebt. SOA hin oder her. Dem TO war das -offensichtlich- völlig unklar. Dein (nicht ganz verkehrtes) Bauchgefühl muss der TO erst erarbeiten. >> Laut SOA geht das (mit Augenmass und Pi mal Daumen gucke ich mir das >> schön) etwa 1ms gut. > > Das nützt dem TE nur nichts. Wenn er die Gatespannung von Hand hoch und > runter dreht, dann ist das DC-Betrieb. Gute Anmerkung! > Und da gilt für diesen MOSFET > ausschließlich die Verlustleistungshyperbel (die im Datenblatt von IRF > aber gar nicht erst eingezeichnet ist). Typisch SMD. Das warum (für den TO: der Grund des Fehlens liegt stark an der Pausenzeit, die zu erwartende Temperatur ist extrem abhängig von der Umgebung) schreibst du selbst: > Selbst aufgelötet auf einer Platine mit ordentlich Kupfer drum herum > würde ich dem Kerlchen nicht mehr als 500mW zumuten. Das Datenblatt > nennt 800mW - wenn man es schafft, die Beinchen auf 70°C zu halten. Dir (und anderen) klar viel zu viel. > Schafft man aber nicht. Wenn man jetzt mal die Hyperbel für > I_d·U_ds=500mW in das Diagramm einzeichnet, bleibt von der SOA nicht > mehr viel übrig. Darum ging es (auch) mir: Die SOA liegt oftmals weit unter der maximalen Verlustleistung. Weit! > Oder noch anders gesagt: wenn die Strombegrenzung am Netzteil auf 50mA > eingestellt gewesen wäre, dann hätte der MOSFET eine faire > Überlebenschance gehabt. Und da kommt wieder "Bauchgefühl" ins Spiel; Eine eher unfaire Überlebenschance, wenn überhaupt. Und sosehr ich eben noch bei dir war, ein Gegenbeispiel: Also nein, womöglich nicht! Murphy ist unfair. Immer! Planspiel "guter" 1000uF als Ausgangselko am Billgnetzteil: Ausgangsspannung fällt (sofortige Strombegrenzung in dessen Endstufe, wie schnell auch immer) um nur 6V pro Millisekunde bei 6A Last. Immernoch zu viel für das "Kerlchen". Genug "Futter" für den TO. Axel liegt ja nicht falsch mit seinem Bauchgefühl; Formuliert "DC-Betrieb" war das fehlende Stichwort für diesen thread. Da simmer wieder bei der SOA-Kennlinie :D
Niemand schrieb: > Das Datenblatt gibt aber Ströme von max 5 A und U bis 30 V aus, wenn man > das Gehäuse dazu sieht fragt man sich was das bitte soll! Dann lies im Datenblatt auch die Zeile darunter: PD @TA = 25°C Maximum Power Dissipation 1.3W
Wolfgang schrieb: > Niemand schrieb: >> Das Datenblatt gibt aber Ströme von max 5 A und U bis 30 V aus, wenn man >> das Gehäuse dazu sieht fragt man sich was das bitte soll! > > Dann lies im Datenblatt auch die Zeile darunter: > PD @TA = 25°C Maximum Power Dissipation 1.3W https://me.me/i/five-mullah-face-palm-when-a-regular-face-palm-just-12009862
Axel S. schrieb: > SOA ist Schnickschnack Weißt du überhaupt was die Abkürzung SOA(R) ausgeschrieben und auf Deutsch bedeutet? Safe Operating Area < sicherer Arbeits Bereich ! Axel S. schrieb: > Das 1. Problem des TE dürfte sein, daß ihm nicht klar ist, vllt. liest du mal sein einziges Posting? da ist er nämlich schon selber drauf gekommen, wenn auch nur mit Vermutung! Lutz S. schrieb: > Habe ich die thermisch getötet weil ich die Spannung zu langsam erhöht > habe? Axel S. schrieb: > Und dann 2. daß er 12V und 2A für irgendwie ungefährlich hält Ist dir langweilig gewesen, weil du mich nun wiederholt in ähnlicher Art zitierst? Niemand schrieb: > wenn man das Gehäuse dazu sieht fragt man sich was das bitte soll! Und nun dann noch mal, hast du vllt. auch eigene Ideen oder Erkenntnisse Axel S. schrieb: > Aber eine kalte Glühlampe ist näherungsweise ein Kurzschluß. Niemand schrieb: > der geringe Kalt-R einer Halogen-Lampe ist schon etwas riskant für solche > Experimente! Und dann noch mal die gleiche Leier Axel S. schrieb: > Vollkommen klar, daß der das nicht überlebt. SOA hin oder her.
Wolfgang schrieb: > Dann lies im Datenblatt auch die Zeile darunter: Ey sach mal gehts irgendwie noch? Bin ich hiet der TO oder was! Muß ich extra für dich das ganze Datenblatt zitieren? Wenn ich den einen Wert gebracht habe kannst mir ja wohl zutrauen den anderen auch gesehen zu haben? Da stand aber auch bei 25 Grd dabei, nur mal so als kleiner Hinweis!
Axel S. schrieb: > Und dann 2. daß er 12V und 2A für irgendwie ungefährlich hält. Das sind > immerhin bis zu 24W. Und die teilen sich irgendwie zwischen Glühlampe > und MOSFET auf. Dann hast aber vergessen oder unterschlagen dass das Netzteil auch einen Ri und eine I-Begrenzug hat, bei einer sehr leistungsstarken Glühlampe würde dann im Kalt-Zustand der Glühwendel die Ausgangs-U einbrechen, so jedenfalls bei den meisten gängigen Labor-NT wenn die in die Strombegrenzung gehen oder am Leistungs-Limit angekommen sind, wo wir gerade mal beim Korinten-Kacken sind!
Angehängte Dateien:
-
SOA.png
70 KB
2 Cent schrieb: > Wenn man jetzt mal die Hyperbel für >> I_d·U_ds=500mW in das Diagramm einzeichnet, bleibt von der SOA nicht >> mehr viel übrig. > Darum ging es (auch) mir: Die SOA liegt oftmals weit unter der > maximalen Verlustleistung. Weit! Ich habe mal das Diagramm aus dem Datenblatt geschnippelt und die Linie für 500mW eingezeichnet. Die für DC maximal nutzbare SOA liegt innerhalb des Dreiecks aus x-Achse, der roten Linie und der gestrichelten Linie für U_ds = I_d · R_ds_on. Das ist deutlich weniger als der Teil, der im Pulsbetrieb verfügbar wäre. Und wie A.K. anmerkt, ist es für MOSFET, die nicht für DC-Betrieb qualifiziert sind, manchmal sogar noch weniger. Für DC-qualifizierte MOSFET stimmt die DC-Kurve mit der maximalen Verlustleistung überein. Und wenn es keine DC-Kurve gibt, dann gibt es keine. Nachdem das aber ein thermischer Effekt ist, kann man davon ausgehen, daß große MOSFET Dice stärker betroffen sind als kleine wie der IRLML6244. Außerdem ist P_dmax = 1.3W - allerdings bei idealer (unrealistischer) Kühlung. Mit den angenommenen 500mW sind wir also schon ein ganzes Stück auf der sicheren Seite.
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