25.01.2016

Výběr MOSFETu na základě parametrů

Při výberu MOSFETu se orientuji dle parametrů:

  • VGS - maximální napětí, které lze použít na Gate. Musí být větší rovno než napětí signálu. V mém případě to je 3.3V nebo 5V, protože používám Arduino.
  • VGS(th) - napětí na Gate-Source, při kterém se začne otvírat přechod Drain-Source. Musí být menší než napětí mého signálu, které je 3.3V nebo 5V.
  • Zda-li postačuje proud na křivce VGS>/ID. Vím, jaké napětí budu generovat (buď 5V nebo 3.3V) a podívám se, jaký tomu odpovídá proud.
  • RDS(on) - statický odpor na Drain-Source. Čím je menší, tím menší jsou ztráty a tím i menší ztrátové teplo a nutnost chlazení.

Přehled MOSFETů i s parametry jsem sepsal na této stránce.

Jako vhodný se zdá MOSFET FQP30N06L. Jeho datasheet je zde. Použijeme tento MOSFET pro další výpočty.

Základní parametry

  • Volím AVR s napětí, signálu 5v. VGS: 5v
  • Tomu odpovídá na křivce VGS/ID v datasheetu proud ID: 50A
  • Proud spotřebiče, mém případě led pásek délky 1m, ISP: 0.8A
  • Proud může protékat přes Drain-Source při zapojení spotřebiče: min(ID, ISP) = I = 0.8A

Posouzení vhodnosti MOSFETU

Zajímá mě proud, který je schopen MOSFET dodat při napětí na Gate.

Výsledek: ano (protože ISP < ID)

Posouzení, zda-li potřebuji chladič

Výpočet ztráty, která se promění v teplo

Z datasheetu:

  • RDS(on), dále jen RDS: 0.035Ω

PD1 = I2 * RDS
PD1 = 0.82 * 0.035

PD1 = 0.0224W

Výpočet, jaké teplo je schopno odvést pouzdro MOSFETu

Z datasheetu:

  • R0JA - Thermal Resistance, Junction-to-Ambient, Max.: 62.5°C/W
  • TJ - Operating and Storage Temperature Range: -55 to +175

Dle prostředí, ve kterém MOSFET bude:

  • TA - v teplotě prostředí se bude MOSFET nacházet: 25°C

PD2 = (max(TJ) - TA) / R0JA
PD2 = (175°C - 25°C) / 62.5°C/W

PD2 = 2.4W

Výsledek

PD1 < PD2 znamená, že chlazení pouzdrem MOSFETu je dostačující.
0.0224W < 2.4W - není potřeba chladič

Reference

Viz také:
MOSFETs and How to Use Them

Pro posouzení nutnosti chladiče je možno také použít kalkulátor.
Parametr ambient je naše proměnná TA, ostatní je zřejmé. Vypočítáme TJ a podíváme se do datasheetu, jestli je to v povoleném rozmezí.

Přehled MOSFETů i s parametry.