Полевик – работа над ошибками.

Уже несколько лет я выполняю данное себе обещание “не постить никакие разработки на русские ресурсы”. И вот некоторое время тому назад я принял решение перестать писать что-либо на русско-язычных ресурсах(форумах, соц. сетях и т.п.). Но тролли меня всеравно находят, один из ру-троллинг-арми нашел меня на моем Инстаграме. И к сожалению, текущая ситуация показывает что уровень образования в области электроники “ниже плинтуса”.

Сегодня мы с вами поработаем над типичными заблуждениями типичных троллей в области высоких токов.

Началось все с поста в Интсе о покупке силовых транзисторов ON Semiconductor NTBLS0D7N06C

На этот замечательный N-канальный транзистор сильно возбудился товарищ master2182019, переписка была следующая:

master2182019
Хлипкая штучка, просто испариться при 470 амер!

shodan_x
хреново читаешь даташит, читай лучше! на 2-х унцевой меди и 1 дюйме теплоотвода 54А. А в виду того что ток там будет 27.5А на двухунцевой меди с полигоном значитительно больше квадратного дюйма, испарятся там будет нечему, оно даже не вспатеет.
Учимся читать и применять даташиты правильно!!!

master2182019
Я же имел в виду 470 ампер, какой теплоотвод к ней подойдет что бы отводить 350-400 Ватт, разве что жидкий азот пропускать под медной подложкой.

shodan_x
именно в этом и дело – вопросы теплоотвода остаются на плечах разработчика, и крайне желательно чтобы тот умел читать и считать, пример:
470А*0.00075R=0,3525V; 470A*0,3525V=165W тепловыделения.
А не 400 ватт.

shodan_x
Кстати еще небольшое замечание, отвести с этого транзистора 350-400 ватт вы не сможете даже с азотом, или чем либо еще. Производитель заявляет что при превышении тепловыделения в 314 ватт он обязан выйти из строя даже при температуре корпуса 25С.
По этому стоит взять за правило “не брать цифры с потолка, а только с калькулятора”

master2182019
0.75 mО это не более чем рекламка, есть в мануале Figure 10, там можно много разных сопротивлений насчитать даже 0,0033 Ом, но там же, графики ограничиваются 300А, а я все таки хотел увидеть максимальный 470А при 25С. Так что извините если точно не вычислил, просто диапазон подходящий указал.

shodan_x
вы отличаете Diode Forward от рабочего тока канала ? )))) Вы коллега мне чем-то Каплунова напоминаете….
Ток диода, это обратный ток с истока на сток, когда транзистор закрыт. Он не имеет ровно ничего общего с током канала мосфета в открытом режиме.

shodan_x
резюмирую, идём в школу и читаем что такое мосфет. А не высираемся на инстаграме. 😂

Теперь давайте по полочкам разберем ряд типичных заблуждений:

  • Миф первый: Транзистор маленький(хлипкий) по этому испарится при токе 470А.

Как общеизвестно еще с покон веков, транзисторы “испаряются” не от тока, а от перегрева. То есть если инженер обеспечил нужные условия теплоотвода, и при этом не допустил перегрев кристалла, транзистор будет работать.

Ток 470A дан в даташите справочно, при условии идеального теплоотвода. Это делается для того, чтобы понимать до какого придельного тока стоит в принципе пытаться считать систему.

Так-же надо понимать что это заявление ни что иное, как ток при котором его нельзя эксплуатировать, т.к. это предельно возможное значение. Проведу аналогию – если страховочный трос альпиниста имеет придельно-допустимый вес 90 кг, то альпинист с весом 90 кг, поднимаясь на Эверест  с этим тросом скорее всего погибнет, чем останется в живых.

Fairchild в свое время(еще до того как продались ON Semiconductor) увидели негативную тенденцию по все-планетарному отуплению инженеров, и по этому начали писать в даташитах на транзисторы целые таблицы по условиям охлаждения:

Блядь! Даже с картинками и указанием модели радиатора!!!

  • Миф второй: отводить 350-400 Ватт

То что современные любители и инженеры не способны даже верно рассчитать мощность, это сегодня(летом 2021 года) абсолютно нормально!

Показываю на пальцах как считается тепловыделение силового полевого транзистора с изолированным затвором(aka mosfet) в статическом режиме:

Смотрим в ДШ на параметр Rds(on):

Если ты оптимист, то берется типовое значение 0.00056 Ом, если-же пессимист то берется максимальное значение 0.00075 Ом. Далее считается падение напряжения на транзисторе: Vdrop=Id*Rds(on), к примеру для моего проекта 27.5А*0.00056Ом=0.0154В. Потом рассчитывается мощность: Power=Vdrop*Id, 0.0154В*27.5А=0,4235Вт.

Далее, рассчитываем термосопротивление платы и производится оценка температуры кристалла(Tjunction), это простой процесс, но довольно муторный, потому-что приходится рассчитывать термо-сопротивление каждой детали платы.

В сети есть большое количество аппнотов на эту тему, мне больше всего понравился этот.

После оценки температуры кристалла, проверяем насколько изменится сопротивление канала. Для этого часто приведены графики “нормализованного сопротивления” где Rds(on) при 25°C взято за еденицу.

Домножаем на получившийся коэффициент и при необходимости производим несколько итераций перерасчета с новыми вводными.

  • Миф третий: 0.75 mR это не более чем рекламка.

Нуууу… скорее это анти-реклама… laugh Поскольку это максимально допустимое сопротивление при температуре кристалла 25С, типично оно значительно ниже. Даташит говорит нам что типично оно составляет 0.56mR(0.00056 Ом).

Вот именно тут-то и раскрывается вся суть упаковки TOLL о которой я вскользь писал ранее. Под данным классом упаковки на самом-то деле скрыт далеко не один НИОКР. Это и специально разработанные кристаллы, и методы крепления к ним токоведущих частей и минимизация сопротивления выводов.

Это прослеживается в деталях 3D моделей таких транзисторов:

Все это по тому, что когда ты сварил клевый кристалл в суб-милиоммном диапазоне сопротивлений канала, то обычные ножки корпуса типа TO-220 с приваренными от кристалла до ножек “волосками” сведут на нет всю клевость твоего ново-испеченного кристалла. Поскольку параметр Rds(on) дается на суммарное сопротивление и кристалла, и разварки и ножек. По этому старые корпуса и структуры типа TO-220, D2PACK и подобное уже устарели для силовой электроники.

  • Миф четвертый: есть в мануале Figure 10, там можно много разных сопротивлений насчитать даже 0,0033 Ом.

Другими словами “смотрим в книгу видим фигу”, конкретно мой несчастный оппонент увидел фигу номер 10:

В ней есть сразу несколько “флажков” чтобы неопытный инженер не перепутал ее с параметрами канала в открытом режиме:

  1. Большая жирная надпись Diode Forward Voltage.
  2. Прямое указание на то что транзистор закрыт Vgs=0.
  3. Ток дан по истоку Is(source current) а не по стоку(drain).
  4. Огромная надпись SOURCE-TO-DRAIN VOLTAGE, прямо говорящая что это обратное включение N-канального полевика.

Все это должно было навести на мысль что что-то тут не так, но не навело, и в адрес ON Semi прилетела очередная порция говна.

А на самом-то деле все просто, если внимательно посмотреть на схемотехническое изображение полевика, мы видим:

Там четко нарисован диодик, он-же  известный как Body Diode, это конструктивная особенность полевого транзистора с изолированным затвором, продиктованная самим внутренним строением транзистора. Именно параметры данного паразитного диода и были даны в фиге 10. К параметрам транзистора в открытом режиме этот диод не имеет никакого отношения, поскольку когда канал транзистора открывается, этот паразитный эффект сходит на нет.

 

РезюмЭЭЭ:

Когда я вижу что-то особенное и интересное, я не бегу бросаться в это говняшками, а сначала стараюсь понять как это сделали, что-же всё-таки сказано в даташите, как это посчитать и где это применить. Чего и Вам советую.

Полевик – работа над ошибками.: 2 комментария

  1. Считаю всё же крайне важным ваше присутствие на форумах, т.к. не взирая на все их недостатки они агрегируют вокруг себя сообщество радиолюбителей и понимающие люди, увидев ваше творчество непременно пополнят ряды ваших читателей)

    1. Официальная позиция: Это отнимает время, которого катастрофически не хватает.
      Неофициальная позиция: Тратить время на стадо тупых тролей, НУ НАХЕР!!!

Добавить комментарий