Curent mosfet

[Ombladon2002]

la ce trebuie sa ma uit in datasheet-ul unui N channel mosfet,ca sa aflu care este curentul maxim din poarta?

Vreau sa pun 3 IRF 540 in paralel si nu stiu daca depasesc sau nu cei 200mA dati de un LM555.

[UDAR]

MOSFET-ul nu absoarbe curent când se află în conducție și nici când este blocat. Voi vorbi mai departe despre un MOSFET cu canal N ( de exemplu IRF540 pe care l-ai pomenit ) . Ca să-l trecem din blocare în conducție trebuie să injectăm în poartă un curent mare dar timp scurt , de la ”plus” spre poartă. Ca să-l blocăm trebuie să extragem un curent din poartă spre ”minus ” ( masă ). Mărimea acestui curent nu este determinată de MOSFET ci ( aproapte în totalitate ) de circuitul de comandă. Cu cât curentul este mai mare , cu atât timpul este mai mic . Spunem că MOSFET-ul comută mai repede iar pierderile în comutație sunt mai reduse.

Un LM555 poate suporta 200mA continu și circa 400-500mA în regim de impuls scurt , deci el determină curentul. Ca să nu ardem LM555 punem o rezistență în serie cu poarta. Dacă legi trei MOSFET în paralel pui câte o rezistență pentru fiecare iar capetele comune la ieșirea lui 555 . Să zicem că alimentăm de la 12V și că vrem să limităm curentul la 400mA . Avem circa 2V cădere pe 555 deci mai rămân 10v . Avem 10V/0.4A = 25Ω . Asta e valoarea minimă a rezistenței pe care trebuie s-o punem în poartă. Pentru trei MOSFET punem trei de 75Ω. Pentru exemplul ăsta obținem un curent de vîrf prin poartă de circa 133 mA ( pentru fiecare MOSFET ) .  

Timpul de comutație se poate aproxima în două moduri : 

1. Ne uităm în DS la rubrica timpi de comutație și observăm că se precizează o anumită valoare a rezistenței - ex. la IRF540N scrie 35ns/35ns creștere/scădere ( nu sunt totdeauna egali ) pentru 5,1Ω și Vgs = 10V . Noi avem 12-2 = tot 10V și rezistențe de 75Ω . Vom avea un timp de comutație de 75/5 = 15 ori mai mare , circa 500ns.

2. Presupunem curentul de comandă de formă triunghiulară și atunci avem valoarea medie egală cu jumătate din cea de vârf ( mă refer la valoarea medie a impulsului de comandă , nu la media pe o perioadă ) , în cazul nostru cica 133/2 = 66 mA . Ne uităm în DS după valoarea Qg și găsim maxim 71nC . Împărțim Qg la curent rezultă 71/66 = aproximativ 1µs . 

Diferențele sunt date de faptul că , pe de o parte , ambele metode sunt aproximative , iar pe de altă parte avem valori tipice la timpi și maxime la Qg. Deci prima metodă ne dă un timp tipic iar a doua un timp maxim. 

 

Vom lua , pentru siguranță , valoarea mai proastă - 1µs . Se recomandă ca timpii de comutație ( creștere + scădere ) să fie mult mai mici decât perioada pentru a avea pierderi în comutație mici , să zicem de 50 de ori. Rezultă perioada minimă de 100µs respectiv frecvența maximă de 10kHz . În realitate se recomandă chiar mai jos în această configurație.

 

Putem acum calcula curentul mediu absorbit în poartă ( luat din sursa de alimentare a lui 555 ) care este maxim Qg * f = 71nC * 10kHz = 0,7mA . Iată , extrem de puțin , de aceea se zice că MOSFET-urile nu consumă curent în poartă . Vârfurile de curent însă sunt mari .

 

PS Am făcut mai sus o serie de simplificări pentru claritate .

[Ombladon2002]

Multumesc.