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[Tipp] für Linearbetrieb gut geeigneter MOSFETWeil doch immer wieder mal für Linearbetrieb geeignete MOSFETs gesucht werden, hier ein Tipp. Nach stundenlanger Datenblattquälerei bin ich auf den hier gestoßen: 500V, 24A, 300W, 0,3 Ohm, TO247 Als Besonderheit hat er neben ausdrücklicher DC-Spec eine recht flache Kennlinie der Steuerspannung.
Gast
#7399106
Exicon hat besseres.
400W Und weil ich neugierig war, habe ich mir das mal beim Mouser angesehen. Das Teil kostet pro Stück ca. 21 € und ist derzeit nicht lieferbar. Fabriklieferzeit: 86 Wochen
http://www.exicon.info/ EXICON lateral MOSFETs are designed specifically for high fidelity integrated and power amplifiers.... Scheinbar gibt es nur 8 Typen von denen.
Die erste beiden (ECW und ECX) sind im TO-247 Gehäuse, die ECF im TO-3 Gehäuse. Für meine self-made Stromsenke habe ich N-MOSFETS vom Typ VNW50N04A (ST, "OMNIFET": fully autoprotected power MOSFET) verwendet, die sind auch explizit für den Linearbetrieb geeignet (42V, 0,012 Ohm, 50 A, 208 W, TO-247) und hat eine interne Übertemperatursicherung und Kurzschlussicherung (Gate wird über einen 100 Ohm Widerstand nach Source verbunden = Status Feedback). Allerdings gibt es das Teil schon ein paar Jahre nicht mehr aber es gibt diverse Anbieter, die Restbestände verkaufen. Ich wollte es nur mal erwähnen.
Zwei Stück kosteten mich in der Bucht 8,90€ incl. Versand. Aber dort sind die jetzt auch nicht mehr verfügbar. Hat wohl gleich jemand leergekauft.
Das war eher ein rhetorische Frage. Und was von deren "Audio"-MOSFETs bei ebay rumfleucht, ist jetzt auch kein Schnäppchen.
Und anschliessend folgt das naechste Gejammer "alles nur Fakes..." Habe letztens in irgendeinem Elektronik-Bummi etwas drüber gelesen: Das Schlagwort ist, "Wide SOA Mosfet" https://eepower.com/new-industry-products/safer-linear-mode-operation-with-wide-soa-mosfets/
Sieht nicht schlecht aus und akzeptabler Preis. Nur das Package ist wenig DIY-freundlich. Aber irgendwas is ja immer.
Naja, für einen Schalt-Mosfet vermutlich nicht wirklich schlecht, aber Richtung höherer Uds trotzdem nicht wirklich über den gesamten Bereich Ptot-fähig wie der BUZ11 (zumindest lt. ST). Hallo zusammen, ich muss diesen 2 1/2 Jahre alten Thread mal ausgraben. Ich suche einen N-MOSFET mit TO-247 oder TO-3P Gehäuse mit folgenden Eigenschaften:
Dinge wie Gate Charge oder sowas sind egal, da er als Linear-Vorregler für einen Spannungsregler dienen soll. Ich wollte eigentlich einen der MDmesh-MOSFETs von ST nehmen, aber die haben im SOA kein DC-Betrieb spezifiziert. Vielleicht hat jemand eine Idee.
Nein, hättest du nicht gemusst. Du hast den Thread für deine Suche gekapert. Für dein Problem hättest du besser einen eigenen Thread aufgemacht, denn er hat nichts mit dem Sinn dessen zu zu was der TO hier zeigen wollte. User beginnen den Thread von Anfang an zu lesen..um dann auf deine Suchanfrage zu treffen;-(
Parametrische Suche bei Mouser & Co bemühen. :
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Power Depletion MOSFET von Littelfuse. Oder gleich ein SMPS, bei 50W??
Gast
#7955205
Bedenke immer, dass Deine Vorschläge auch aufgegriffen werden können.
Angehängte Dateien:
Hey, geil! Was nimmt man da, wenn ein Linearregler für ein Röhrengerät aufgebaut werden soll, 300 Volt. 400 mA? mfg Eine 100er Packung davon vielleicht: LR8N3-G Microchip Technology Lineare Spannungsregler 450V Adj 3 Vielleicht kann der TO auch mit dem IGBT aus dem Thread leben, statt Mosfet: Beitrag "IGBT-Audioendstufe mit 600V/400A-Modulen möglich?"
Natürlich Röhren & Glimmstabis! Wenn schon altertümlich, dann auch richtig. :
Bearbeitet durch User
Ach, ich wollte eigendlich den Heiztrafo und die immer müder werdenden EC360 weghaben... mfg Hallo,
selbstleitende Typen kommen leider nicht in Frage - das hätte ich erwähnen müssen, sorry.
Gerne, nur habe ich von der Auslegung keine Ahnung.
Es war klar, dass irgendjemand wieder einen solchen Beitrag bringen muss. So schön das gebündelte Wissen im µC-Forum auch ist, so schlecht ist teilweise der Umgang miteinander. Schade. Dein Beitrag bringt mir leider gar nichts und ich weiß auch nicht, was mir dieser Beitrag sagen soll. Gibst Du im realen Leben auch solche Antworten?
Da hatte ich schon drüber nachgedacht. Danke an alle, die etwas sinnvolles beigetragen haben, ich ziehe mich direkt wieder zurück.
Ein bisschen genauer solltest du vielleicht werden. Der Unterschied für Uds(max) von 600V zu 800V bedeuten eine zusätzliche Verlustleistung von 100W. Das passt nicht zu deinen "P(max) >50W". Was hast du für ein Eingangssignal?
Warum ist dir da ein besonders niedriger R_dson wichtig? Im Linearbetrieb arbeitet das Teil eh als Stromquelle mit möglichst hohem Innenwiderstand. Ein niedriger R_dson deutet auf ein Leistungsbauteil für Schaltbetrieb hin mit vielen parallel geschalteten MOSFET-Zellen. Das ist für Linearbetrieb kontraproduktiv. Wie kritisch sind die 1 Ohm, und "wo"? Der IGW40N65F5
Warum nicht? Wie sieht die Quelle und Last genau aus?
Irgendein Netzteil dafür wird's doch fertig geben.
Na weil die Spec unrealistisch, exotisch oder nicht baubar erscheint!
Vielleicht die Erkenntnis, das lineare FETs eine aussterbende Spezies sind?
Woran erkennt man nun eigentlich genau, dass ein MOSFET lineartauglich ist? Ist da die in der SOA eingezeichnete DC-Kennlinie das einzige Kriterium? Von https://www.aosmd.com/ gibt es etliche MOSFETs, bei denen in der SOA die DC-Kennlinie bis zur maximalen Betriebsspannung geht. Die Kombination 600 V mit Rds(on) deutlich kleiner als 1 Ohm lässt sich hier problemlos finden, bei 900 V wären es 1,3 Ohm: https://www.aosmd.com/sites/default/files/res/datasheets/AOK9N90.pdf Allerdings steht nirgends, dass die MOSFETs für Linearbetrieb gedacht sind, es sind eigentlich Schalttransistoren. Ist da noch irgendwo ein Haken, den ich übersehe? :
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Ist das tatsächlich so oder eine Annahme?
Das habe ich mich auch schon mehrfach gefragt. Meine Annahme ist, dass es im Datenbladl genannt wird.
Nein. Kurz: Die beim Linearbetrieb entstehende Wärme im "Reaktorkern" aka Die wird lokal zu hoch was zu anderen Betriebsparametern führt was wiederum eine Art Kettenreaktion auslöst und den "Reaktorkern" zum schmelzen bringt.
Ja, genau die Sache mit dem internen Aufbau und die verschiedenen Betriebsparameter bei Kälte und Wärme. Mehr ausführlich (dummerweise ist jetzt die Formatierung im Arsch): Q: Can any MOSFET handle linear mode? If not, why? A: Not all MOSFETs can safely operate in linear mode, and most standard power MOSFETs are poorly suited for it. The main limitation is electro-thermal instability (ETI), which makes typical switching MOSFETs prone to self-destruction when used in linear operation. Why Standard MOSFETs Struggle in Linear ModeIn the linear (or saturation) region, the MOSFET behaves like a voltage-controlled current source, and both its drain current ($$I_D$$) and drain-source voltage ($$V_{DS}$$) can be relatively high simultaneously, leading to significant power dissipation ($$P = I_D \times V_{DS}$$). In switching applications, this condition is brief, but in linear mode, the device must sustain it continuously. [3] The problem is non-uniform heating across the silicon die. As temperature locally rises:
This positive feedback loop — electro-thermal instability (ETI) — can create current “hot spots” that destroy the device. [1] Linear-Mode MOSFETs and Design ConsiderationsSome specialized linear-mode MOSFETs exist, designed with die architectures and doping profiles to mitigate ETI and improve thermal uniformity. For general-purpose MOSFETs, manufacturers define a Safe Operating Area (SOA), which limits allowable voltage, current, and duration of linear operation. Operating outside this area risks failure due to local overheating or activation of parasitic (bipolar) structures. [2][9][1] Summary
In essence, ordinary MOSFETs cannot reliably handle linear mode due to their inherent thermal and electro-structural weaknesses, but purpose-built linear MOSFETs with enhanced SOA and thermal design can. Citations[1] https://eepower.com/technical-articles/understanding-linear-mosfets-and-their-applications/ [2] https://www.mouser.com/pdfDocs/PowerMOSFETsinlinearmode.pdf [3] https://www.nexperia.com/applications/interactive-app-notes/IAN50006_Power_MOSFETs_in_linear_mode [4] https://www.mouser.com/pdfDocs/AN50006-2.pdf [6] https://www.eevblog.com/forum/beginners/transistor-vs-mosfet-for-linear-power-supply/ [10] https://www.eevblog.com/forum/beginners/linear-mode-operation-and-mosfet-fbsoa-question/ :
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Das ist ja grundsaetzlich bekannt. Die Frage ist nur ob man dem entgehen kann indem man einfach mit seiner Leistung DEUTLICH unter den Maximalwerten des Herstellers bleibt. Klar, beruflich haette ich bedenken wenn ein Datenblatt das nicht erlaubt, aber bei privaten Bastelaktionen wuerde ich es machen und hoechstens die halbe Spannung, die halbe Leistung und ein drittel des maximalen Strom als Grenze betrachten und dann mal schauen was passiert. Eine Sache ist mir gerade noch durch den Kopf gegangen. Ein Entwicklungsziel bei einem Transistor der explizit fuer Schaltbetrieb entwickelt wurde, duerfte wohl seine Geschwindigkeit sein. Ich wuerde also im Linearbetrieb sehr genau hinschauen ob der nicht irgendwo mal etwas schwingt. Vanye :
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Ich werfe mal einen IXFK44N80P von IXYS in den Raum. Ist allerdings TO-264. https://www.mouser.de/ProductDetail/IXYS/IXFK44N80P?qs=t7yjd2JO%2FgS01NqkgeeIOQ%3D%3D
3x IXFK52N100X in parallel.
Beide sind lt. Datasheet nicht für den Linearbetrieb geeignet. Wenn ich das gerade richtig "erforscht" habe, bedeutet das P am Ende des Typs ...44N80P, dass es sich um einen pulsenden MOSFET handelt = nicht lineartauglich. Lineartaugliche MOSFETs haben bei IXYS ein L oder L2 am Ende. https://www.littelfuse.com/products/power-semiconductors-control-ics/mosfets-si-sic/n-channel-linear :
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Das ist nicht korrekt. Solange eine DC-Kennlinie im SOAR-Diagramm enthalten ist, was bei beiden genannten Typen der Fall ist, sind die Transistoren für den Linearbetrieb geeignet, auch wenn sie nicht speziell dafür entwickelt worden sind. Auch andere Typen, die nachweislich in linearen Applikationen eingesetzt wurden bzw. werden (z.B. IRFP250 [Elektronische Lasten von Maynuo] oder BUZ11 zu Siemens-Zeiten) sind nicht speziell für den Linearbetrieb spezifiziert.
Danke für den Link! Das es noch L-Typen, speziell für den Linearbetrieb gibt, war mir nicht bewusst. Damit wären 2x IXTK17N120L oder 2x IXTK22N100L (je bis zu 300mA bei 800V Tc=90°C und entsprechend sehr guter Kühlung [!]) genau das was "motorburner" sucht. Jedoch sind beide Typen kaum verfügbar.
Ok, die sind für den Linearbetrieb geeignet. Jetzt habe ich mal nachgesehen in einem Datasheet von einem VNW50N04A ("OMNIFET": fully autoprotected power MOSFET, 42V, 50A, 0,012 Ohm) und da steht sinngemäß "geeignet für linear current limitation". Das Teil ist in einem TO-247 Gehäuse und die Pinne haben einen Querschnitt von ca. 0,75 mm² (Mittelwerte, 0,6 mm x 1,2 mm) und soweit ich weiß, sind die nicht unbedingt aus Kupfer sondern einem magnetischen Material. Fangen die Pinne an zu glühen, wenn da 50 A dauerhaft drüber gehen? Bei 0,012 Ohm und 50 A wären das 30 W intern. Oder allgemein, wie soll das gehen, wenn ein MOSFET einiges an Ampère (>100A) im Dauerbetrieb kann aber nur Pinne im kleinen einstelligen mm² Bereich hat? :
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Gast
#7966336
Die Bonddrähte sind noch dünner...
Hehe, das wundert mich auch immer, auch wenn die natuerlich sehr kurz sind. Aber man kann ja auch mehrmals parallel bonden wenn der Platz auf dem Die da ist. Ich hab das jedenfalls fuer GND an Testchips auch schon gemacht. So gesehen wuerde mich wirklich mal das innere von so einem fetten Powerfet interessieren.... Vanye
https://www.richis-lab.de/FET43.htm Die Bonddrähte sind dann meist abgerissen, nur noch Reste aus dem Die. Kein Fet, aber schöne Drähte: :
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Immerhin schon mal vier parallel und die Draehte sehen auch irgendwie dicker aus und nicht aus Gold. Wenn ich bonde sieht das filigraner aus. :) Man sieht ja auch einen Unterschied zum Gate. Vanye :
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Gast
#7966364
Die haben keine Bonddrähte. Das sind spezielle Gehäuse die über 1 kW können WENN du das Gehäuse auf 25°C hältst. Das Problem liegt in der Flüssigstickstoffkühlung.
Keine Bonddrähte, sondern Clips. Infineon schreibt dszu:
"..Newer generations like OptiMOS™ 7 use larger dies and copper clips,
Gast
#7966401
Nicht nein, sondern ja, denn die SOA-Linie adressiert ja genau dies.
Gast
#7966637
Die DC Kurven findest du in vielen Datenblättern. Die sind oft nur aus dem Rth ausgerechnet und nicht gemessen. Ist auch aufwändig so eine Messung... In dem Fall mit dem 1000 Volt Typ könnte der aber für Linearbetrieb geeignet sein wegen des Hochvoltprozesses.
Wenn das wirklich so wäre, dann wäre das arg sinnlos, die überhaupt da einzuzeichnen. Gibts da auch Belege für diese Behauptung? :
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Daran dachte ich jetzt nicht, weil ich davon ausging, dass so'n Teil intern schichtmäßig so aufgebaut ist: eine Metallplatte die D oder S bildet, darauf Silizium irgendwas in Schichten (D, G, S), ein Bonddraht (G) und auf der obersten Si-Schicht (S oder D) wieder eine Metallplatte, die zum D- oder S-Pin wird. Aber es ging mir konkret um die beiden D- und S-Pins mit einen Querschnitt von ca. 0,75 mm² und wie die einen 50 A Dauerstrom aushalten sollen. Oder ist das nur Theorie und bei 15 A ist Schluss bzw. glühen die Beinchen?
Gast
#7966778
Da geht sogar mehr als 50A, ganz ohne glühen. Hallo, ich bin selbst fündig geworden. Falls jemand vor der gleichen Anforderung steht.. TK17N65W,S1F von Toshiba: Uds 650V, Rds(on) 0,17R, Pmax 165W im TO-247-Gehäuse.
Ich bin nicht DER Halbleiter- bzw. HW-Spezialist, aber ich habe da Bedenken. Warum? Weil...
... wenn ich mir die SOA-Kurve und dann mal die Werte dazu nehme, also in erster Linie die 0,5 A, dann liegt die max. U_DS Spannung bei ca. 140 V, das sind 70 W. Du wolltest mind. 50 W und 600 V. Jetzt ist aber schon bei 140 V Schluss = 70 W, obwohl das Teil mehr kann, s. Bildchen. Zudem steht ganz am Anfang im Datenblatt:
Switching something.... Auch steht da am Ende der 1. Seite:
Ich interpretiere das mal als "das Ding fliegt schneller aus der Kurve als einem lieb ist". Ist meine Annahme soweit ok? Das sind so meine Gedanken dazu bzw. ich würde das Teil nicht nehmen. Auf der anderen Seite, ich weiß auch nix von anderen Randbedingungen.
Angehängte Dateien:
Er kann ja mal auf SiC umsatteln -> UF3C120040K3S Lt. SOA "lässig" damit machbar ... ;-)
Aber es ist eine DC Kurve angegeben. Und 70W sind ja doch eine Hausnummer. Die musst du aus einem TO-247 auch erst mal raus kühlen...
Das wird aber ein teurer Spaß. Für ein so'n Ding mal eben 20 €. Ja, Hobby ist teuer.
Ja, da habe ich mich doch nach gerichtet oder ist da was falsch mit, was ich oben reingemalt habe, die rote Linie? Ich habe nach den 0,5 A gekuckt und da ist die max. Spannung ca. 140 V. Bei dem UF3C120040K3S wären es ca. 800 V, was 400 W ergibt und P_tot liegt bei 429 W, aber egal. Es geht mir darum, ob meine Annahme und Vorgehensweise ok ist oder nicht so wirklich und damit meine Annahme stimmt, das der Toshiba TK17N65W,S1F suboptimal ist. Hallo,
die 600V sind nur im Einschaltmoment für etwa 0,5s (Softstart der danach folgenden Schaltung) vorhanden, in diesem Moment fließt kaum Strom (etwa 10mA). Im Normalbetrieb liegt Uds bei max. 20V und Id bei max. 400mA. Meine Anforderungen haben eine Reserve vorgesehen. Der TO-247 wird auf einen massiven Kühlkörper von 100x100x40mm montiert, der einen Wärmewiderstand von 1K/W hat. Was hier in dem Thread nirgends aufgetaucht ist ist ein Hinweis auf den Spiritoeffekt. Der schlägt insbesondere bei steigender Spannung zu. Bitte selber danach suchen, kanns selber nicht erklären. Hab jedoch schon die Erfahrung gemacht, dass ein BSM111, welcher eine DC-Kurve eingezeichnet hat, bei 25V problemlos 250W verheizt hat, jedoch bei UDS=40V und 4A zum Stück Siliziumschrott mutiert ist.
Ja, hier gehts ja auch um teure Anforderungen ...
... oder vielleicht nun doch nicht. :
Bearbeitet durch User
Ich fand dazu diese Erklärung: Beitrag "Mysteriöser Mosfet-Tod und der Spirito-Effekt" Und diese: https://www.elektroniknet.de/automotive/transistor-am-limit.86140/seite-2.html Und wer ein Bildchen dazu will inkl. alles in lovely english, kuckt mal beim Nexperia: https://www.nexperia.com/applications/interactive-app-notes/IAN50006_Power_MOSFETs_in_linear_mode So ist das mim schalten, das kann einen MOSFET zerreißen.
Der Spirito-Effekt ist doch dasselbe wie der zweite Durchbruch. Und damit wurde er schon indirekt angesprochen, nämlich durch Erwähnen der SOA. Deswegen sind ja die Kurven dort des öfteren krumm ... Ich bleibe meistens bei BJT. (alte Schule). Leider gibt es nicht mehr viel davon. Irgendwas mit 2N...MJL...MJ...SC...BUX...BUV oder so. Für linear geht das immer. Klar werde ich jetzt abgestraft,...na denn. Gruß Thomas :
Bearbeitet durch User
... weil die neueren Typen eine wesentlich bessere Performance haben wie z. B. diese Lineartypen vom IXYS: https://www.littelfuse.com/products/power-semiconductors-control-ics/mosfets-si-sic/n-channel-linear
Nee, nicht abgestraft sondern nur drauf hingewiesen. Ich finde es immer etwas .... wie nennt man das, wenn Leute mit Erfahrung anderen mit wenig Erfahrung Hilfe geben und diese Hilfe dann etwas veraltet ist? Wenn jetzt jemand mit z. B. so einer Frage käme und du schlägst ein <altes Gerät> im TO-3 Gehäuse vor und der Geholfene kommt dann später dahinter, dass es ein <neueres Gerät> im TO-220 das gleiche kann und noch mehr, dann wird man deine Hilfe in Frage stellen, weil veraltet und deine Hilfe nicht mehr in Anspruch nehmen. :
Bearbeitet durch User
Was ein fehlendes Komma doch alles ausmachen kann...
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Beitrag #7968677 wurde vom Autor gelöscht.
Das ist kein Wunder, sondern nüchterne Physik. Die zum Glühen erforderliche Verlustleistung tritt trotz des geringen Querschnittes wegen der Kürze der Anschlußdrähte nicht auf. Bei einer angenommenen Länge von 10mm und Material Kupfer beträgt der ohmsche Widerstand R eines Anschlußdrahtes nur 0,227mOhm. Rechenfaule Leute nutzen Onlinerechner: https://rechneronline.de/material/spezifischer-widerstand.php Nach der Formel P=I²*R ergibt sich bei 50A somit eine Verlustleistung von 0,58 Watt. Da kommt nix ins Schwitzen, geschweige denn Glühen.
vs.
--> völlig gegensätzliche Bedeutung Was ist das Problem des Linearbetriebes bei Fets ? Fet haben einen negativen Temperaturkoeffizienten. Wenn die Temperatur zunimmt, nimmt die erforderliche Gatespannung ab. Resp bei konstanter Gatespannung nimmt der Widerstand bei zunehmender Temperatur ab. Eine waermere Zone auf dem Die bekommt daher mehr Stom und wird noch waermer. Was ist der Unterschied zum Schaltbetrieb ? Im Schaltbetrieb bedeutet geringerer Widerstand weniger Verlustleistung. Man arbeitet quasi in der Saettigung. Desgleichen darf man Dioden auf keinen Fall parallelschalten. Diese Tatsache ist noch weniger bekannt.
Gefährliches Halbwissen. Der Mosfet hat 2 gegensätzliche Temperaturabhängigkeiten, die immer gleichzeitig vorhanden sind, die aber eine vom Arbeitspunkt abhängige Auswirkung haben. Bei kleinen Gate-Source-Spannungen bzw. kleinen Drainströmen überwiegt die Wirkung des negativen TK der Ugs. Bei großen Gate-Source-Spannungen bzw. großen Drainströmen überwiegt der positive TK des Rdson. Bei mittleren Gate-Source-Spannungen bzw. mittleren Drainströmen ist die resultierende Temperaturabängigkeit praktisch null. Siehe angehängtes Bild. Deswegen lassen sich Mosfets im Schaltbetrieb (große Ugs) ohne weiteres parallel schalten, bei Parallelschaltung im Linearbetrieb (kleine Ugs) muss man dagegen für eine gleichmäßige Stromverteilung sorgen.
Angehängte Dateien:
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Bearbeitet durch User
Wir verstehen. Aber gemeint habe ich die 2. Form, also:
Aber bei LED's wird es gemacht. Stumpf parallel und das ziemlich oft. Und was ist davon zu halten?
Abstand, ganz großen Abstand. So etwas ist höchstens dann tolerierbar, wenn man die Chips direkt vom gleichen Wafer bekommen kann. Addendum: Und möglichst stark thermisch koppeln sollte man sie dann auch noch. :
Bearbeitet durch User
Wenn man die LED absichtlich schlecht herstellt, funktioniert es besonders gut.
Das Ergebnis sieht man häufig bei Taschenlampen, die so gebaut sind. Irgendwann (meist nach nicht allzu langer Betriebszeit) geht eine der LEDs kaputt und die anderen folgen in immer kürzeren Abständen. Beispiel im Anhang, die auf 3 und 6 Uhr waren bereits ausgefallen und einige der anderen leuchteten nur noch vermindert.
Angehängte Dateien:
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