Полевой транзистор где взять: распиновка, схемы, аналоги и как подключить

распиновка, схемы, аналоги и как подключить

Полевой МОП-транзистор irfz44n — мощное устройство с кремниевой основой. Он имеет индуцированный нормально закрытый канал, изолированный с помощью затвора. Устройство было специально создано для включения в высокоскоростные низковольтные системы коммутации, источники питания, преобразователи, схемы управления двигателями.

Схема подключения

В кремниевой структуре транзистора есть 2 p-n перехода. Если отпирающее напряжение не подается, нет проходящего тока, транзистор закрыт. При подаче положительного отпирающего напряжения: на затвор «+»и исток «—», электрическое поле приводит к возникновению n-проводимого канала.

Если подать питание на нагрузку, в индуцированном канале начнется движение стокового тока ID.

От уровня напряжения, подаваемого на затвор, зависит число электронов, притягивающихся в область стока-истока, которая расширяется для движения тока. Это может происходить до того, как график линейной и отсечки переключатся между областями. Далее, в области насыщения увеличение показателя тока прекращается.

Рабочий режим (область насыщения) используется для схем усиления. В irfz44n datasheet процедура перехода в данный режим для различных значений V GS может быть показана с помощью графиков стандартных выходных параметров. Увидеть границы области насыщения для mosfet можно на почти горизонтально расположенной к оси напряжения стока-истока линии.

В каких режимах функционирует полевой транзистор

Режим отсечки

Как уже упоминалось, расстояние между стоком и истоком, регулируется затвором. Алгоритм работы транзистора виден в простейшей схеме, управляющей качеством освещения от лампы накаливания. Когда на затворе отсутствует напряжение, он закрыт, и электрический ток через лампу накаливания не течет.

Для управления светом лампы нужна смена напряжения на затворе по отношению к истоку. У нас n-канальный транзистор, поэтому на затвор подается напряжение со знаком “+”. В окончательном виде irfz44n схема выглядит так:

Так каким же должно быть напряжение на затворе, чтобы ток внутри цепи стока-истока был максимальным?

Возьмем стрелочный блок питания irfz44n для регуляции напряжения. Соберем его по схеме и подадим на затвор 1 В. Лампа не загорится. Если же увеличить напряжение до 3,5 В, амперметр покажет появление тока в лампе накаливания. Но она все равно не загорится, так как такой силы тока не хватает для накала вольфрамовой нити.

Читайте в отдельной статье про полевой транзистор.

Режим активной работы irfz44n

Напряжение в районе 3,5 В частично приоткрывает транзистор. Этот показатель отличается у разных видов полевиков и находится в пределах 0,5-5 В. В даташит этот показатель именуют Gate threshold voltage (предельное напряжение затвора).

Если плавно регулировать величину канала устройства, повышая напряжение, поданное на затвор, становится видно постепенное накаливание нити лампы. Корректируя уровень напряжения, можно создать необходимый уровень освещения. Это и объясняет название данного режима — активный. При нем сопротивление индуцируемого канала транзистора меняется, согласно напряжению на затворе.

В результате активной работы устройство может перегреться. Поэтому необходимо пользоваться охлаждающим радиатором, рассеивающим тепло в окружающую среду.

Режим насыщения irfz44n

Для полного открытия полевого транзистора требуется подача напряжения до того момента, пока лампа не станет гореть на уровне всего канала. В данном режиме сопротивление канала стока-истока находится в минимуме и почти не сопротивляется течению электрического тока.

Примечательно, что само устройство в данном случае не нагревается. Это можно объяснить формулой: P= I2C R. При сопротивлении, равном каким-то сотым долям ома транзистору просто не с чего нагреваться.

Так что, самые мягкие режимы для полевика — это полное открытие или закрытие канала. Если он закрыт, сопротивление канала стремится к бесконечности, а ток, проходящих через него, минимален по закону Ома. Если подставить эти значения в формулу выше, будет понятно, что рассеянная мощность приближается к нулю.

Главные характеристики irfz44n

Полный список параметров транзистора не приведен в даташит, поскольку он может потребоваться лишь специалистам по разработке. Большинству даже опытных пользователей нужно знать лишь часть характеристик для включения irfz44n устройства в различные электронные схемы.

При температуре не более 25 градусов транзистор имеет следующие ключевые параметры:

1. Наибольшее напряжение стока-истока — 55 Вольт.
2. Наибольший ток стока — 49 Ампер.
3. Сопротивление проводного канала стока-истока — 5 микроОм.
4. Рассеивающаяся мощность — 94 Ватт.

В ряде технических описаний наименование mosfet irfz44n транзистора с изоляцией затвора начинается с аббревиатуры МДП, что обозначает:

1. Металл.
2. Диэлектрик.
3. Полупроводник.

У этих устройств может быть 2 вида каналов:

• встроенный;
• индуцированный.

Эти полупроводниковые приборы обладают затвором, разделенным с кремниевой подложкой тончайшей прослойкой диэлектрического материала. Его толщина около 0,1 мкм.

Распиновка irfz44n

Больше всего rfz44n распространен в корпусе ТО220 из пластика с отверстием для винта, который входит в дискретные полевые транзисторы с высокой мощностью. Вид цоколевки irfz44n с «фасада» таков:

1. С левой стороны — затвор.
2. С правой — исток.
3. Центральный канал — это сток, который электрически соединен с вмонтированным в корпус радиатором.

Под брендом IR выпускаются варианты с корпусами D2PAK и ТО-262, с таким же назначением выводов, как у ТО-220.

Маркировка irfz44n

Приставка irf свидетельствует о том, что устройства производят на предприятиях, относящихся к компании International Rectifier (США). 14 лет назад году ее сотрудники продали технологии изготовления Vishay Intertechnology, а еще через 8 лет IR присоединилась к Infineon Technologies. Сегодня детали с такой же приставкой в названии выпускает ряд ещё нескольких независимых предприятий.

Некоторые технические описания устройства содержат в конце маркировки символы PbF, что в расшифровке означает plumbum free — бессвинцовый метод производства транзисторов. Он становится популярен во многих странах, так как многие химические соединения, вредные для экологии и для здоровья людей, на сегодняшний день запрещены к применению.

В даташит оригинала упоминается фирменная HEXFET-технология производства, созданная International Rectifier Corporation. Благодаря ей серьезно уменьшается сопротивление электронных деталей и температура нагрева во время их работы. Она же делает необязательным использование радиатора-охладителя.

IRFZ44N от производителя IR, имеющие структуру HEXFET, обладают самым низким сопротивлением стока-истока в 17,5 мОм. В техническом описании к этим устройствам есть отметка Power MOSFET. Она означает, что данные транзисторы — это мощные полупроводниковые приборы.

Аналоги

Стопроцентной замены irfz44n нет, но есть несколько транзисторов, схожих с ними в описании и параметрах. Среди них:

• IRFZ44E.
• IRFZ46N.
• IRFZ45.
• IRFZ40.
• BUZ102.
• IRLZ44Z.
• STP45NF06.
• HUF75329P3.
• IRF3205.

Среди российских аналогов — КП723 и КП812А1. Они работают при чуть меньшей температуре, ниже 150 градусов.

Изготовители

Можно найти русскоязычный перевод DataSheet irfz44n, но более точная информация дана в англоязычной версии изготовителя. Основными производителями радиоэлектронных элементов являются:

1. Infineon Technologies (брэнд International Rectifier).
2. Philips Semiconductors.
3. INCHANGE Semiconductor.
4. Leshan Radio Company.

Способы проверки irfz44n

Простая проверка полевого транзистора заключается в действиях по схеме.

Полевые транзисторы широко используются в современной технике, например, блоках питания, контроллерах напряжения компьютеров и других электронных девайсов, а также бытовой техники. Это и стиральные машины, и кофемолки, и осветители. Приборы часто выходят из строя, и в этих случаях нужно выявить, а затем устранить конкретную неполадку. Поэтому знать способы проверки транзисторов — обязательно.

Подключите черный щуп к стоку, а красный — к истоку. На дисплее высветится показатель перехода вмонтированного встречно расположенного диода. Запишите его. Отстраните красный щуп от истока и дотроньтесь им до затвора. Это способ частичного открытия полевика.

Верните красный щуп в прежнюю позицию (к истоку). Посмотрите на уровень перехода, он чуть снизился при открытии транзистора. Перенесите черный щуп со стока к затвору, и тем самым закройте транзистор. Верните его обратно и понаблюдайте за изменениями показателя перехода при полном закрытии irfz44n.

У затвора рабочего полевого транзистора должно быть сопротивление, приближенное к бесконечности.

По такой схеме проверяются n-канальные устройства, p-канальные тоже, но с щупами другой полярности.

Проверять мосфет-транзисторы можно и по небольшим схемам, к которым их подключают. Это быстрый и точный метод. Но если проверки устройства требуются нечасто, или у вас нет возможности собирать схемы, то способ с мультиметром — идеальное решение.

irfz44n — это относительно современная группа транзисторов, которые управляются не с помощью электричества, как в случае с биполярными устройствами, а посредством напряжения — то есть поля. Этим и объясняется аббревиатура MOSFET. Проверка транзистора указанным способом помогает понять, какая именно деталь вышла из строя.

Схемы включения

Полевики подключаются 3 основными способами, где есть общий:

1. Сток — ОС.
2. Исток — ОИ.
3. Затвор — ОЗ.

Практика показывает, что усилительные каскады обычно включают вторую схему, по аналогии с биполярными транзисторами. ОИ серьезно усиливает мощность, но каскад с такой схемой имеет низкие частоты. Причина этому — существенная входная емкость затвора-истока.

Проверка полевого транзистора с помощью транзистометра

Это недорогое и довольно примитивное китайское устройство есть почти у всех, кто разбирается в электронике. Проверка с его помощью очень проста.

Вставьте проверяемое устройство в «кроватку» и нажмите объемную кнопку зеленого цвета. Прибор тут же выдаст результат, что перед вами n-канальный полевик типа МОП. Он же установит, как расположены выводы устройства, какова емкость затвора, каково максимальное напряжение при открытии. Иными словами, транзистометр — это просто чудо-прибор.

Безопасность при эксплуатации полевых транзисторов

Все варианты полевиков, не важно, имеют они p-n переходы, или это МОП-варианты, сильно подвержены влиянию перегрузок электричеством на затворах. Прежде всего, это относится к электростатике, которая накапливается в организме людей и устройствах для измерения разных величин.

Недопустимые значения электростатики для irfz44n — это 50-100 В. При управляющем p-n переходе — это 250 В. Работая с таким транзистором, необходимо заземлиться с помощью антистатического браслета, либо взять руками открытую батарею до прикосновения к устройству.

В ряде экземпляров полевиков есть встроенные для защиты частицы. Они называются стабилитронами. Их встраивают между затвором и истоком. Они должны защищать от электростатического заряда, но она не дает гарантии на 100%, и перестраховка необходима.

Желательно провести заземление измерительной и паяльной аппаратуры. Сегодня это происходит в автоматическом режиме с помощью розеток европейского типа, так как они оснащены заземляющими проводниками.

Преимущества полевых транзисторов

Первый плюс устройства — управление посредством электрополя, а не тока. Это делает схему проще и уменьшает мощность, которая затрачивается на управление.

Второй — в присутствии не только основных, но и второстепенных носителей электрического тока. Это дает прибору время рассасывания, и оно задерживает выключение устройства.

Третий — повышенная температурная устойчивость. Когда на транзистор подается напряжение, его температура возрастает, по закону Ома увеличивается и сопротивление. А значит, уменьшается и сила тока.

С биполярными транзисторами все сложнее, там при возрастании температуры увеличивается и число ампер. А значит, такие транзисторы не термоустойчивы. Есть вероятность опасного разогрева внутри них, который приводит к поломке. А термоустойчивость полевиков увеличивает нагрузочную способность при параллельной схеме соединения устройств.

Где приобрести irfz44n

Транзистор irfz44n купить можно в любом магазине радиоэлектронике, либо с доставкой из интернет-магазина АлиЭкспресс по ссылке.

Шпаргалка в картинках по использованию MOSFET’ов

28 июля 2017

Не знаю, как вы, а я лично постоянно забываю, где у полевых МОП-транзисторов (a.k.a MOSFET) находится сток и исток, а также как их использовать в зависимости от того, имеет ли данный МОП-транзистор N-канал или P-канал. Поэтому я решил сделать себе небольшую шпаргалку, ну и заодно поделиться ею с вами. Я также подготовил упрощенную PDF-версию этого поста, которую можно распечатать на половине листа A4 и повесить на стену.

Итак, у МОП-транзисторов три ноги, называемые затвором (gate), истоком (source) и стоком (drain):

Такое расположение верно для большинства полевых МОП-транзисторов в корпуске TO-220, в частности IRF3205 и IRF4905. При использовании незнакомого полевика, естественно, следует свериться с его даташитом.

Типичное использование:

Транзистор с N-каналом подключается, что называется, в нижнем плече (low-side), а с P-каналом — в верхнем плече (high-side). По такой схеме полевые транзисторы используются для нагрева паяльника, управления двигателями, и так далее.

Fun fact! На самом деле, полевые транзисторы разделяют еще на две категории: enhancement mode и depletion mode. Последние встречаются существенно реже и обычно являются N-канальными. Поэтому в данном посте речь идет об enhancement mode MOSFET’ах. Для depletion mode справедливо все тоже самое, только на картинке нужно поменять ON и OFF местами. При работе с незнакомым полевым транзистором, стоит проверить, к какому типу он относится.

Также МОП-транзисторы могут быть использованы для защиты от переполюсовки:

В приведенной схеме падение напряжения практически нулевое, чего нельзя достичь при помощи обычных блокирующих диодов.

Это может быть особенно важно в проектах, питающихся от аккумулятора. Заметьте, что сток и исток располагаются с точностью до наоборот по сравнению с тем, как их хочется расположить, исходя из предыдущей схемы.

Стоит также отметить еще одно интересное свойство MOSFET’ов. Допустим, вам нужно управлять большим током, чем тот, на который рассчитан имеющийся у вас MOSFET. В этом случае ничто не мешает взять несколько штук и соединить их параллельно. Тогда ток будет автоматически распределен между ними поровну.

Дополнительные материалы:

• Ликбез по MOSFET’ам за авторством DI HALT;
• Объяснение того, как работает защита от переполюсовки;
• Статья на Википедии, посвященная полевым МОП-транзисторам;

Такая вот получилась шпаргалка. Если вам есть, что к ней добавить, не стесняйтесь оставлять комментарии.

Дополнение: Еще вас могут заинтересовать следующие схемы на основе полевых МОП-транзисторов: автоматическая регулировка усиления (АРУ), ВЧ усилители на 5 Вт и 10 Вт, схема ограничения по току, схема переключения RX/TX для трансивера, а также схема коммутации НЧ сигналов.

Смотри также шпаргалку по использованию JFET’ов.

Метки: Электроника.

Что такое FET (полевой транзистор)?

Полевой транзистор (FET) — это тип транзистора, который использует электрическое поле для управления током, протекающим через полупроводниковый канал. Полевые транзисторы широко используются в электронных схемах из-за их высокого входного сопротивления, низкого выходного сопротивления и высокого коэффициента усиления.

Как работает полевой транзистор (FET)?

Полевые транзисторы имеют три вывода: исток (S), сток (D) и затвор (G). Когда мы подаем напряжение на затвор, создается электрическое поле, которое либо притягивает, либо отталкивает носители заряда (электроны или дырки) в области канала. Притягиваются или отталкиваются носители заряда, зависит от полярности напряжения. Процесс подачи напряжения на затвор полевого транзистора управляет проводимостью канала и протеканием тока между выводами истока и стока.

Изображение MOSFET, подтипа FET. | Изображение: Shutterstock

Еще от этого экспертаЧто такое электрический заряд?

 

Характеристики полевого транзистора 

Устройство, управляемое напряжением

Полевой транзистор – это устройство, управляемое напряжением. Это означает, что его выходной ток контролируется напряжением, которое мы подаем на его клемму затвора.

 

Высокое входное сопротивление

Полевые транзисторы имеют очень высокое входное сопротивление, что означает, что они не нагружают источник сигнала и могут использоваться в качестве буферных усилителей. Использование полевых транзисторов в качестве буферных усилителей может помочь предотвратить искажение сигнала и улучшить общее качество выходного сигнала схемы. Кроме того, полевые транзисторы энергоэффективны, что делает их привлекательным выбором для устройств с батарейным питанием.

 

Униполярное устройство 

Полевые транзисторы являются униполярными устройствами, что означает, что они используют только один тип носителей заряда (электроны или дырки) для управления протеканием тока. Альтернативой монополярному устройству является биполярное устройство. В отличие от однополярного устройства, такого как полевой транзистор, биполярное устройство, такое как транзистор с биполярным переходом (BJT), использует как электроны, так и дырки для управления протеканием тока. Биполярные устройства имеют высокий коэффициент усиления по току и могут работать с более высокими уровнями мощности, что делает их подходящими для приложений с усилением мощности.

 

3 клеммы

Исток, сток и затвор — это три клеммы полевого транзистора. Исток и сток подключены к каналу, а затвор управляет протеканием тока через канал.

Связанные материалы Объяснение NMOS-транзисторов и PMOS-транзисторов

 

Проводимость канала

Мы можем контролировать проводимость канала в полевом транзисторе с помощью напряжения, подаваемого на затвор. В n-канальном полевом транзисторе положительное напряжение, приложенное к затвору, будет притягивать электроны к каналу и повышать его проводимость. В p-канальном полевом транзисторе отрицательное напряжение, приложенное к затвору, будет притягивать дырки к каналу и повышать его проводимость.

Произошла ошибка.

Невозможно выполнить JavaScript. Попробуйте посмотреть это видео на сайте www.youtube.com или включите JavaScript, если он отключен в вашем браузере.

Введение в полевые транзисторы (FET). | Видео: Neso Academy

 

Типы полевых транзисторов 

Полевой транзистор (JFET)

В JFET канал состоит из полупроводникового материала, и канал имеет две области на каждом конце. Они известны как клеммы источника и стока. Ворота представляют собой PN-переход, который формируется перпендикулярно каналу. Клемма затвора смещена в обратном направлении. Это создает область истощения, которая контролирует ширину канала. Когда мы подаем напряжение на затвор, обедненная область расширяется, тем самым уменьшая ширину канала и ток, протекающий через него.

 

Полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET)

Подобно JFET, в MOSFET канал также образован полупроводниковым материалом и имеет две области на каждом конце, известные как клеммы истока и стока. Однако в МОП-транзисторах затвор отделен от канала тонким изолирующим слоем, который обычно состоит из диоксида кремния. Как только на затвор подается напряжение, создается электрическое поле, которое притягивает или отталкивает носители заряда в канале в зависимости от полярности напряжения. Этот процесс управляет шириной канала и протеканием тока между выводами истока и стока.

МОП-транзисторы можно разделить на два подтипа: МОП-транзисторы с режимом улучшения и с режимом истощения.

 

Полевые МОП-транзисторы в расширенном режиме

В полевых МОП-транзисторах в расширенном режиме канал обычно выключен, и для его включения необходимо подать положительное напряжение на затвор.

 

МОП-транзисторы с режимом истощения

В МОП-транзисторах с режимом истощения канал обычно включен, и вы должны подать отрицательное напряжение на затвор, чтобы выключить его.

 

Преимущества использования полевых транзисторов 

Полевые транзисторы имеют ряд преимуществ по сравнению с другими типами транзисторов, что делает их популярными в различных электронных приложениях.

• Высокий входной импеданс : Полевые транзисторы имеют очень высокий входной импеданс, что означает, что мы можем использовать их для буферизации и усиления сигналов, не загружая источник сигнала. В результате полевые транзисторы идеально подходят для использования в предусилителях, смесителях и других схемах обработки сигналов.
• Низкий уровень шума : Полевые транзисторы имеют низкий уровень шума, что означает, что мы можем использовать их в малошумящих усилителях и других приложениях, где шум является проблемой.
• Низкое энергопотребление : Для работы полевых транзисторов требуется очень мало энергии, поэтому они идеально подходят для устройств с батарейным питанием и других приложений с низким энергопотреблением.
• Высокая скорость переключения : Полевые транзисторы имеют очень высокую скорость переключения, что делает их идеальными для использования в цифровых схемах, импульсных источниках питания и других высокочастотных устройствах.
• Температурная стабильность : Полевые транзисторы обладают превосходной температурной стабильностью, что означает, что их характеристики остаются стабильными в широком диапазоне температур.
• Способность работать с высоким напряжением : Полевые транзисторы могут работать с высоким напряжением, что делает их подходящими для использования в высоковольтных цепях, таких как усилители мощности и источники питания.

Еще из словаря Built In Tech Что такое ЭМИ?

 

Недостатки использования полевого транзистора 

Несмотря на свои преимущества, у полевых транзисторов есть и недостатки, которые следует учитывать при проектировании электронных схем.

• Чувствительность к статическому электричеству : Полевые транзисторы чувствительны к статическому электричеству, которое может повредить устройство при обращении или сборке.
• Высокая входная емкость : Полевые транзисторы имеют высокую входную емкость, что может ограничивать их полосу пропускания и скорость в определенных приложениях, таких как высокочастотные усилители или схемы, где входная емкость полевого транзистора может ограничивать полосу пропускания схемы.
• Температурная зависимость : Хотя полевые транзисторы обладают хорошей температурной стабильностью, на их характеристики все же могут влиять изменения температуры, особенно в приложениях с большой мощностью, таких как источники питания, где полевые транзисторы подвергаются высоким уровням тока и рассеиваемой мощности.
• Более низкий коэффициент усиления, чем у биполярных транзисторов : Полевые транзисторы имеют более низкий коэффициент усиления, чем биполярные транзисторы. Это свойство может сделать полевые транзисторы менее подходящими для определенных приложений усилителей, особенно тех, которые требуют высокого уровня усиления или имеют слабый входной сигнал. В этих приложениях вы можете предпочесть биполярные транзисторы из-за их более высокого коэффициента усиления по току.
• Ограниченная мощность : Полевые транзисторы имеют ограниченную мощность по сравнению с некоторыми другими типами транзисторов, что может ограничить их использование в приложениях с высокой мощностью.
• Ограниченный диапазон частот : Некоторые типы полевых транзисторов имеют ограниченный диапазон частот, что может ограничить их использование в высокочастотных приложениях.

404: Страница не найдена

Страница, которую вы пытались открыть по этому адресу, похоже, не существует. Обычно это результат плохой или устаревшей ссылки. Мы извиняемся за любые неудобства.

Что я могу сделать сейчас?

Если вы впервые посещаете TechTarget, добро пожаловать! Извините за обстоятельства, при которых мы встречаемся. Вот куда вы можете пойти отсюда:

Поиск

• Свяжитесь с нами, чтобы сообщить, что эта страница отсутствует, или используйте поле выше, чтобы продолжить поиск
• Наша страница «О нас» содержит дополнительную информацию о сайте, на котором вы находитесь, WhatIs.com.
• Посетите нашу домашнюю страницу и просмотрите наши технические темы

Поиск по категории

Сеть

• потоковая передача данных

  Потоковая передача данных — это непрерывная передача данных из одного или нескольких источников с постоянной высокой скоростью для обработки в определенные . ..

• граница службы безопасного доступа (SASE)

  Пограничный сервис безопасного доступа, также известный как SASE и произносится как «дерзкий», представляет собой модель облачной архитектуры, объединяющую сеть и …

• Протокол конфигурации сети (NETCONF)

  Протокол конфигурации сети (NETCONF) — это протокол сетевого управления инженерной группы Интернета (IETF), который …

Безопасность

• черный список приложений (занесение приложений в черный список)

  Занесение приложений в черный список — все чаще называемое занесением в черный список приложений — представляет собой практику администрирования сети или компьютера, используемую …

• идентификация на основе утверждений

  Идентификация на основе утверждений — это средство аутентификации конечного пользователя, приложения или устройства в другой системе способом, который абстрагирует .

  ..

• Сертифицированный специалист по облачной безопасности (CCSP)

  Certified Cloud Security Professional (CCSP) — это Международный консорциум по сертификации безопасности информационных систем, или (ISC)2,…

ИТ-директор

• Общепринятые принципы ведения учета (Принципы)

  Общепринятые принципы ведения документации — это основа для управления записями таким образом, чтобы поддерживать …

• система управления обучением (LMS)
  Система управления обучением представляет собой программное приложение или веб-технологию, используемую для планирования, реализации и оценки конкретной …

• Информационный век

  Информационная эпоха — это идея о том, что доступ к информации и контроль над ней являются определяющими характеристиками нынешней эпохи …

HRSoftware

• аутсорсинг процесса подбора персонала (RPO)

  Аутсорсинг процесса найма (RPO) — это когда работодатель передает ответственность за поиск потенциальных кандидатов на работу .