Ich will mit dem Mosfet IXTH1N450HV eine Spannung von 3,6kV bei maximal 360mA schalten. Das Umschalten soll schneller als 25µs sein. Auf den ersten Blick scheint das laut SOA Diagramm möglich, aber die DC-Kurve geht nicht bis 3,6kV und diese Spannung kann dauerhaft anliegen. Kann ich den Mosfet einsetzen?
Andreas schrieb: > Kann ich den Mosfet einsetzen? Definitiv nicht! Die Spannungen zwischen 2kV und 4,5kV verträgt der nur als kurze Impulse.
Hallo, wenn wirklich geschaltet wird (d.h. nur zwischen ein mit Uds=I*Rdson und aus mit ID=0 hin- und hergeschaltet wird), dann sollte zumindest die Sperrspannung von 3,6 kV kein Problem für den MOSFET sein. Die DC Kurve in der SOA wäre interessant, falls der Transistor (dauerhaft) im Linearbetrieb, als Verstärker, arbeitet, dann geht es mit den angegebenen Werten nicht. Es sollte aber auch im Schaltbetrieb auf die Verlustleistung geachtet werden, d.h. bei dauerhaft ein (DC) und 0,36A entstehen P=I^2*Rdson>10W Verluste bei dem MOSFET. Gruß SOA
SOA schrieb: > wenn wirklich geschaltet wird (d.h. nur zwischen ein mit Uds=I*Rdson und > aus mit ID=0 hin- und hergeschaltet wird), dann sollte zumindest die > Sperrspannung von 3,6 kV kein Problem für den MOSFET sein. Falsch!
Es wird nur geschaltet. Ausgeschaltet sollten noch etwa 15µA fließen. Wenn das SOA-Diagramm in diesem Bereich gezeichnet würde, geht dann die DC-Kurve bis 4,5kV?
Also da bei den max. Ratings keine Zeitbegrenzung steht, scheint es dem SOA zu widersprechen, das die 4,5kV nur für kurze Impulse zuläßt. Allerdings geht es ja nur bis 10mA runter. Man könnte es ja jetzt so deuten, daß unterhalb 10mA urplötzlich volle pulle möglich sein könnte. Andererseits wäre das etwas unlogisch, warum es da so eine magische Grenze geben sollte. Ist das überhaupt ein Si-Teil? Vielleicht isses auch gar kein "normaler" Mosfet, sondern besteht intern aus mehreren in Reihe geschalteten Mosfets. Durchaus möglich, daß über (parasitäre) Kapazitäten eine Spannungsteilung über die Teil-Mosfets einigermaßen eingehalten wird, die im statischen Betrieb eben nicht funktionieren würde, und dadurch einzelne Mosfets überspannuen würde.
Andreas schrieb: > Ich will mit dem Mosfet IXTH1N450HV eine Spannung von 3,6kV bei maximal > 360mA schalten. Das Umschalten soll schneller als 25µs sein. 25us sind Zeitlupe. Das Ding kann auch locker in 200ns schalten. Willst du so langsam schalten? > Auf den > ersten Blick scheint das laut SOA Diagramm möglich, Ist es auch. > aber die DC-Kurve > geht nicht bis 3,6kV und diese Spannung kann dauerhaft anliegen. Dann ist der MOSFET ja ausgeschaltet und es fließt kein Strom. Die DC Kurve geht ganz rechts bis 2000V/40mA, die dürfen dauerhaft und gleichzeitig am MOSFET anliegen/fließen. Tun sie bei dir aber nicht mal ansatzweise, da du ja in weniger als 25us schalten willst. Nur während der Umschaltung kommt es zum Linearbetrieb des MOSFETs, dabei darf die DOA Grenze nicht überschritten werden. Wenn deine (ohmsche?) Last max. 360mA zieht, könntest du dir sogar 10ms Umschaltzeit leisten, denn das gibt die SOA-Kurve bei 10ms 2kV/400mA her. > Kann > ich den Mosfet einsetzen? Ja, bedenkenlos. Siehe https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#SOA_Diagramm
H. H. schrieb: > Andreas schrieb: >> Kann ich den Mosfet einsetzen? > > Definitiv nicht! Die Spannungen zwischen 2kV und 4,5kV verträgt der nur > als kurze Impulse. Hallo? Mal ins Datenblatt geschaut und mal nachgedacht? Kaffee zu schwach heute morgen?
Wer 3,6kV mit "normalen MOSFETs oder IGBTs schalten will, kann das so machen. Beitrag "1500V Linearverstärker" Ok, ein paar Details fehlen noch zur praxistauglichen und robusten Lösung ;-) Aber es gibt ausreichend Hinweise in der Diskussion.
Andreas schrieb: > Es wird nur geschaltet. Ausgeschaltet sollten noch etwa 15µA > fließen. > Wenn das SOA-Diagramm in diesem Bereich gezeichnet würde, geht dann die > DC-Kurve bis 4,5kV? Nein.
Falk B. schrieb: > Mal ins Datenblatt geschaut und mal nachgedacht? Schon mit solchen MOSFETs gearbeitet!
H. H. schrieb: > Falk B. schrieb: >> Mal ins Datenblatt geschaut und mal nachgedacht? > > Schon mit solchen MOSFETs gearbeitet! Geht's noch ein wenig ausführlicher? Willst du behaupten, daß der MOSFET keine 360mA / 3,6kV bei Schaltzeiten <25us schalten kann?
Jens G. schrieb: > Vielleicht isses auch gar kein "normaler" Mosfet, sondern besteht intern > aus mehreren in Reihe geschalteten Mosfets. Durchaus möglich, daß über > (parasitäre) Kapazitäten eine Spannungsteilung über die Teil-Mosfets > einigermaßen eingehalten wird, die im statischen Betrieb eben nicht > funktionieren würde, und dadurch einzelne Mosfets überspannuen würde. Hmm, bei den Ixys-Mosfets scheinen solche SOA-Kurven auch bei Low-Voltage-Mosfets üblich zu sein, wie z.B. IXFH140N10P mit seinen 100V, die bei DC nur bis 25V genutzt werden dürften, wenn man das SOA weiter nach unten interpolieren würde. Kann also nicht viel mit der von mir vermuteten Reihenschaltung zu tun haben. Das SOA dieses Mosfets wird auch als Beispiel in https://www.ixys.com/Documents/AppNotes/IXAN0065.pdf genommen, aber auf die niedrig gespannte DC-Linie wird hier überhaupt nicht eingegangen.
H. H. schrieb: > Falk B. schrieb: >> Geht's noch ein wenig ausführlicher? > > Alles relevante steht im Datenblatt. Also da IXYS solche SOA-Diagramme bei Mosfets aller Spannungsebenen angibt, auch bei z.B. 100V-Mosfets, die ja ganz sicher 100V im ausgeschalteten Zustand vertragen, würde ich jetzt auch bei dem 4,5kV-Mosfet davon ausgehen, daß er eben diese 4,5kV im ausgeschalteten Zustand verträgt. Denn vom Interpretationsspielraum her gesehen gibt's ja bei beiden keine Unterschiede.
H. H. schrieb: > Alles relevante steht im Datenblatt. Ja und dort steht Sperrspannung 4,5 kV und die SOA ist ausdrücklich als Forward Bias Safe Operating Area angegeben, d.h. nur für Betrieb in Flussrichtung (Ein Zustand). D.h. man kann dort gar nicht herauslesen, welche Sperrspannung im nicht eingeschalteten Zustand (nur Sperrstrom) zulässig ist.
Falk B. schrieb: > Ja, bedenkenlos. > > Siehe https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#SOA_Diagramm Dieses SOA ist ein schlechtes Beispiel, da DC nach rechts nicht extra begrenzt ist, und spielt hier als Vergleich keine Rolle.
H. H. schrieb: > Falk B. schrieb: >> Geht's noch ein wenig ausführlicher? > > Alles relevante steht im Datenblatt. Wenn du im realen Leben jetzt vor mir stehen würdest, würdest du diesen Satz innerhalb von wenigen Sekunden bereuen! Vielen Dank für nichts!
SOA schrieb: > Ja und dort steht Sperrspannung 4,5 kV und die SOA ist ausdrücklich als > Forward Bias Safe Operating Area angegeben, d.h. nur für Betrieb in > Flussrichtung (Ein Zustand). Du meinst den Linearbetrieb. Hier noch einmal. https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#SOA_Diagramm > D.h. man kann dort gar nicht herauslesen, > welche Sperrspannung im nicht eingeschalteten Zustand (nur Sperrstrom) > zulässig ist. In den Tabellen ist der MOSFET mit 25uA Sperrstrom bei 4,5kV bzw. 15uA Sperrstrom bei 3,6kV und 100°C angegeben. Ich würde ja fast einen kaufen um den "Experten" zu zeigen, daß das Ding problemlos die 360mA schalten kann. Aber das Ding kostet bei Mouser 39 Euro als Einzelstück. Bei Farnell 62 Euro Ufff!
Jens G. schrieb: >> Siehe https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#SOA_Diagramm > > Dieses SOA ist ein schlechtes Beispiel, da DC nach rechts nicht extra > begrenzt ist, und spielt hier als Vergleich keine Rolle. Wieso schlechtes Beispiel, das ist der Normalfall. Weiß der Geier warum IXYs das bei dem Hochvolt-MOSFET anders macht. Vermutlich weil das Ding deutliche Einschränkungen im Linearbetrieb hat, aber eben nur bei DC sprich DAUERBETRIEB und den relaitv großen Pulsbreiten 100 und 10ms. Beim Schalten gibt es diese Einschränkung augenscheinlich nicht, ab 1ms geht die Kurve bis zur vollen Sperrspannung! Also wie immer zügig schalten und gut.
Falk B. schrieb: > Wieso schlechtes Beispiel, das ist der Normalfall. Weiß der Geier warum Weil dieser Normalfall nicht den Spezialfall der IXYS-SOA mit dem vorzeitig endenden DC-Bereich erklärt. > IXYs das bei dem Hochvolt-MOSFET anders macht. Vermutlich weil das Ding Wie ich schon weiter oben geschrieben habe, macht IXYS das nicht nur bei Hochvolt-, sondern auch bei Tiefvolt-Mosfets. > deutliche Einschränkungen im Linearbetrieb hat, aber eben nur bei DC > sprich DAUERBETRIEB und den relaitv großen Pulsbreiten 100 und 10ms. > Beim Schalten gibt es diese Einschränkung augenscheinlich nicht, ab 1ms > geht die Kurve bis zur vollen Sperrspannung! > > Also wie immer zügig schalten und gut. Das sowieso.
Jens G. schrieb: > Wie ich schon weiter oben geschrieben habe, macht IXYS das nicht nur bei > Hochvolt-, sondern auch bei Tiefvolt-Mosfets. Naja, es sind halt meistens reine Schalttransistoren, die keine Sekunde auf Linearbetrieb hin entwickelt, getestet oder gar garantiert werden. Steht auch im Artikel oben ;-) Aber warum entwickelt sich dann hier diese absurde Diskussion, ob ein SCHALTtransistor auch schnell schalten kann? Zu warm im Oberstübchen? Long Covid?
Falk B. schrieb: > Naja, es sind halt meistens reine Schalttransistoren, die keine Sekunde > auf Linearbetrieb hin entwickelt, getestet oder gar garantiert werden. > Steht auch im Artikel oben ;-) Schon klar. > Aber warum entwickelt sich dann hier diese absurde Diskussion, ob ein > SCHALTtransistor auch schnell schalten kann? Zu warm im Oberstübchen? > Long Covid? Um die Schaltgeschwindigkeit ging es hier doch gar nicht, wobei eigentlich auch nur Du dies zum Thema gemacht hast. Thema war eigentlich nur, wie das SOA-Diagramm mit dem begrenzten DC-Bereich zu deuten ist. Und das hat ja SOA (Gast) rel. gut begründet, daß es für den statischen on/off-Betrieb nicht gilt. Und für das Umschalten kann man sehen, daß der TO sich bei seinen gegebenen Werten schon fast 1ms Zeit nehmen kann für's Umschalten.
Falk B. schrieb: > SOA schrieb: >> Ja und dort steht Sperrspannung 4,5 kV und die SOA ist ausdrücklich als >> Forward Bias Safe Operating Area angegeben, d.h. nur für Betrieb in >> Flussrichtung (Ein Zustand). > > Du meinst den Linearbetrieb. > > Hier noch einmal. > > https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#SOA_Diagramm > >> D.h. man kann dort gar nicht herauslesen, >> welche Sperrspannung im nicht eingeschalteten Zustand (nur Sperrstrom) >> zulässig ist. > > In den Tabellen ist der MOSFET mit 25uA Sperrstrom bei 4,5kV bzw. 15uA > Sperrstrom bei 3,6kV und 100°C angegeben. Ich glaube wir meinten dasselbe, ich habe mich nur etwas unverständlich ausgedrückt. Was ich sagen wollte war, dass die SOA ja nur speziell für den Fall angegeben ist, dass der Transistor leitet bzw. vom leitenden in den sperrenden Zustand übergeht, d.h. korrekt wie geschrieben nur der Linearbetrieb betrachtet wird. Die Angabe DC bedeutet ja dort 100% relative Einschaltzeit und 0% rel. Ausschaltzeit, daher macht die DC Kurve der SOA ja gar keine Aussage über den Sperrzustand. Ich bin voll bei Dir, dass die einzige Angabe in dem Datenblatt bezüglich Sperrbetrieb nur im Tabellenteil zu finden ist mit den von Dir gennannten Werten. Entsprechend sollte das Schalten der genannten Spannungen kein Problem sein.
Gleich auf der ersten Seite schreibt lxys als Anwendung Power Supply und das ist sicherlich in Richtung Linearnetzteil gemeint. 4,5KV Schaltnetzteile hab ich noch nicht in der Hand gehabt. Also direkt den Hersteller fragen und nicht rumraten!
Abdul K. schrieb: > Gleich auf der ersten Seite schreibt lxys als Anwendung Power Supply und > das ist sicherlich in Richtung Linearnetzteil gemeint. Quark. Das ist allgemeines Marketinggeschwurbel. > 4,5KV > Schaltnetzteile hab ich noch nicht in der Hand gehabt. Also direkt den > Hersteller fragen und nicht rumraten! Oder einfach die Lyrik ignorieren und sich auf die technischen Daten konzentrieren und hoffen, daß die ein Ingenieur geschrieben hat und nicht ein Marketingfuzzi.
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