Транзистор IRF3205: Характеристики, аналоги, распиновки и datasheet

Применение

Модель IRF3205 — это мощный и быстрый транзистор, который используется как силовой ключ. Низкое сопротивление при открытии, высокая скорость переключения и низкое тепловое сопротивление, позволяют применять его в следующих устройствах:

  • регуляторы мощности;
  • преобразователи тока и напряжения;
  • инверторы;
  • силовые переключатели;
  • различный электроинструмент.

Особенности и характеристики

  • Низкое значение сопротивления при открытом транзисторе;
  • Высокое значение рабочей температуры (до 175°C);
  • Очень высокая скорость переключения;
  • Динамическая характеристика dv/dt;
  • Лавинные характеристики транзистора нормированы.

Технические параметры

Структура n-канал
Максимальное напряжение сток-исток Uси,В 55
Максимальный ток сток-исток при 25 С Iси макс..А 110
Максимальное напряжение затвор-исток Uзи макс.,В 20
Сопротивление канала в открытом состоянии Rси вкл. (Max) при Id, Rds (on) 0.008 Ом/62А, 10В
Максимальная рассеиваемая мощность Pси макс..Вт 200
Крутизна характеристики, S 44
Корпус TO-220AB
Особенности автоприложения
Пороговое напряжение на затворе 2…4
Вес, г 2.5

Характеристики сток-исток

ХарактеристикаОбозначениеВеличина

Значение непрерывного тока на истоке Is 110 А
Значение импульсного тока на стоке Ism 390 А
Значение прямого напряжения на транзисторе Vsd 1.3 В
Время обратного восстановления транзистора trr 69..104 нсек
Заряд для обратного восстановления Qrr 143..215 нКл
Время необходимое для включения в прямом направлении ton Стремится к 0

Размеры

Такого вида транзисторы зачастую отличаются между собой толщиной и другими размерами. Чтобы не допустить какие-либо ошибки, производители всегда указывают точные габариты в datasheet компонента. Также они учитывают производственные процессы и отмечают допуски.Габариты IRF3205

Исходя из этих размеров, Вы можете рассчитать правильное положение транзистора на плате и в корпусе и подобрать подходящий радиатор.

Цоколевка

Распиновка транзистор irf3205 выполнена в пластиковом корпусе TO-220. Такой обычно применяется при мощности рассеяния до 50 Ватт. Три металлических, гибких вывода имеют следующее назначение: 1) З-затвор (G-gate); 2) С-сток (D-drain); 3) И-исток (S-source). Именно такое назначение и порядок следования выводов, если смотреть на маркировку, у всех транзисторов с префиксом “irf” в 220 корпусе.

IRF3205 цоколевка

Электрические характеристики

В таблица электрических характеристик все параметры проверены производителем с учетом условий измерений, указных в столбце с соответствующим названием. Они проверяются при температуре окружающей среды менее 25 градусов. У данного устройства они следующие при TJ = 25 °C:IRF3205 электрические параметры

Тепловые параметры

Рассмотрим тепловые параметры irf3205. Они представлены в виде тепловых сопротивлений корпус-кристалл (RθJC=0.75°C /Вт)  и кристалл-окружающая среда (RθJA=62°C /Вт).  Для большинства современных полевых МОП-транзисторов RθJA определяется в первую очередь размещением элементов на печатной плате, а не самим полевым МОП-транзистором. Поэтому RθJA  имеет меньшее значение для оценки тепловых характеристик, чем RθJC.

Советуем к прочтению:   16 Ампер - сколько киловатт нагрузки выдержит электропроводка?

Тепловые сопротивления IRF3205

Комплементарная пара

Комплементарной пары у irf3205 нет.

Принцип работы

Назначение выводов сток и исток  у мосфетов  аналогичны контактам коллектора и эмиттера биполярного транзистора. Эти выводы делаются из материала n-типа, а корпус устройства и подложка из материала p-типа. Добавление диоксида кремния SiO2 на подложку образует тонкий слой диэлектрика, который отделяет клемму затвора от всего корпуса.

Получается однополярное устройство, в котором проводимость осуществляется движением электронов. Область между стоком и истоком образуют свободную от носителей заряда зону. Ее насыщение электронами управляется путем подачи положительного напряжения на клемму затвора.Работа МОП-транзистора с изолированным затвором

Оно изменяет распределение заряда в полупроводнике, поэтому дырки под слоем диэлектрика, под действием электрического поля двигаются вниз, а свободные электроны притягиваются к области вверх, образуя таким образом n-переход. По этому переходу в последующем и течет электрический ток, сила которого зависит от величины приложенного на затвор напряжения. Возможная схема включения irf3205 показан на рисунке ниже.

MOSFET схема работы с индуцированным каналом

Так же, в зависимости от величины управляющего сигнала МОП-транзистор закрываться (низкая проводимость) или в открываться (высокая проводимость).

Подключение IRF3205

Подключение данного транзистора ничем не отличается от способа подключения остальных n-канальных МОП-транзисторов в корпусе ТО-220. Ниже Вы можете увидеть цоколевку выводов MOSFET’а:Подключение IRF3205

Управление осуществляется затвором (gate). В теории, полевику все равно где у него сток, а где исток. Однако в жизни проблема заключается в том, что ради улучшения характеристик транзистора контакты стока и стока производители делают разными. А на мощных моделях из-за технического процесса образуется паразитный обратный диод.

Подключение к микроконтроллеру

Так как для открытия транзистора на затвор необходимо подать около 20В, то подключить его напрямую к МК, который выйдет максимум 5, не получится. Есть несколько способов решения этой задачи:

  • Регулировать напряжение на затворе менее мощным транзистором, благодаря которому можно управлять напряжением в 5В. В таком случае схема будет простая и все, что придется добавить — это два резистора (подтягивающий на 10 кОм и ограничивающий ток на 100 Ом)
    Схема подключения
  • Использовать специализированный драйвер. Такая микросхема будет формировать необходимый сигнал управления и выравнивать уровень между контроллером и транзистором. Ниже приведена одна из возможных схем для такого способа.
  • Воспользоваться другим транзистором, у которого вольтаж открытия будет ниже. Вот список наиболее мощных и распространенных транзисторов, которые можно использовать с микроконтроллерами такими, как arduino, например:
    • IRF3704ZPBF
    • IRLB8743PBF
    • IRL2203NPBF
    • IRLB8748PBF
    • IRL8113PBF
Советуем к прочтению:   Серия книг по радиоэлектронике Р.Сворень «Шаг за шагом»

Производители

Все производители полевого транзистора IRF3205 и его DataSheet:

  • Kersemi Electronic;
  • Thinki Semiconductor;
  • ARTSCHIP ELECTRONICS;
  • Nell Semiconductor;
  • First Silicon.

На Российском рынке можно приобрести изделия таких компаний:

  • International Rectifier;
  • Inchange Semiconductor.

Модификации транзистора

ТипPdUdsUgsUgs(th)TjCdIdQgRdsКорпус

IRF3205 150 W 55 V 10 V 150 °C 98 A 146 nC 0.008 Ohm TO220AB
AUIRF3205 150 W 55 V 20 V 4 V 175 °C 98 A 146 nC 0.008 Ohm TO220AB
AUIRF3205Z 170 W 55 V 20 V 4 V 175 °C 110 A 76 nC 0.0065 Ohm TO220AB
AUIRF3205ZS 170 W 55 V 20 V 4 V 175 °C 110 A 76 nC 0.0065 Ohm D2PAK
AUIRF3205ZSTRL 170 W 55 V 20 V 4 V 175 °C 550 pf 75 A 76 nC 0.0065 Ohm D2PAK
IRF3205A 200 W 55 V 20 V 4 V 175 °C 780 pf 110 A 146 nC 0.01 Ohm TO220AB
IRF3205H 200 W 55 V 20 V 4 V 175 °C 780 pf 110 A 146 nC 0.01 Ohm TO263
IRF3205L 200 W 55 V 10 V 4 V 150 °C 110 A 97.3 nC 0.008 Ohm TO262
IRF3205LPBF 200 W 55 V 20 V 4 V 175 °C 781 pf 110 A 146 nC 0.008 Ohm TO262
IRF3205PBF 200 W 55 V 20 V 4 V 175 °C 781 pf 110 A 146 nC 0.008 Ohm TO220AB
IRF3205S 200 W 55 V 10 V 150 °C 110 A 97.3 nC 0.008 Ohm D2PAK
IRF3205SPBF 200 W 55 V 20 V 4 V 175 °C 781 pf 110 A 146 nC 0.008 Ohm TO263
IRF3205STRLPBF 200 W 55 V 20 V 4 V 175 °C 781 pf 110 A 146 nC 0.008 Ohm TO263
IRF3205Z 170 W 55 V 20 V 4 V 175 °C 110 A 76 nC 0.0065 Ohm TO220AB
IRF3205ZL 170 W 55 V 20 V 4 V 175 °C 110 A 76 nC 0.0065 Ohm TO262
IRF3205ZLPBF 170 W 55 V 20 V 4 V 175 °C 550 pf 75 A 110 nC 0.0065 Ohm TO262
IRF3205ZPBF 170 W 55 V 20 V 4 V 175 °C 550 pf 75 A 110 nC 0.0065 Ohm TO220AB
IRF3205ZS 170 W 55 V 20 V 4 V 175 °C 110 A 76 nC 0.0065 Ohm D2PAK
IRF3205ZSPBF 170 W 55 V 20 V 4 V 175 °C 550 pf 75 A 110 nC 0.0065 Ohm TO263
Советуем к прочтению:   Радиоэлектроника для «чайников» Гордон Мак-Комб, Эрл Бойсен

Условные обозначения электрических параметров MOSFET транзисторов

Условные обозначения электрических параметров MOSFET транзисторов:
• VDS — Максимальное напряжение сток-исток. Максимальное напряжения, которое не вызывает лавинного пробоя с затвором, замкнутым на исток.
• VGS — Максимальное напряжение затвор-исток. Предельно допустимое напряжение между выводами затвора и истока.
• RDS(on) — Максимальное сопротивление сток-исток. Сопротивление открытого канала сток-исток при указанном токе и напряжении затвор- исток.
• ID — Постоянный ток стока. Максимальный уровень непрерывного постоянного тока стока.
• Qg — Заряд затвора. Заряд, который нужно сообщить затвору для открытия транзистора.
• Rjc — Температурный коэффициент сопротивления кристалл-корпус.
• Pd — Максимальная рассеиваемая мощность.

Аналоги

Сам по себе транзистор IRF3205 (судя по даташитам) выпускался с 2001 и заслужил справедливую популярность и вот в 2011 выпустили обновленную версию с индексом «Z». Причем новая серия содержит три типа в разных корпусах:

  • IRF3205Z — TO-220AB
  • IRF3205ZS — D2Pak (поверхностный монтаж)
  • IRF3205ZL — TO-262 (для пайки стока к охладителю)

IRF3205Z обладает пониженным сопротивленим канала в открытом состоянии Rси вкл. = 6,5 мОм (0,0065 Ом), улучшенными временными характеристиками.

IRF3205 и IRF3205Z можно купить на ибее, первые от 3 долларов за десяток, вторые от 6,5 долларов. Разница в цене больше чем в два раза. Покупайте электронные компоненты из Китая только у проверенных продавцов и проверяйте их перед использованием.

Правила безопасности

Основная причина отказа у полевых транзисторов — КЗ между контактами стока-истока. В таком случае только внутреннее сопротивление источника напряжения сдерживает максимальный ток. Из за КЗ кристалл устройства плавится. А повышенное напряжение на затворе разрушает тонкий слой диэлектрика MOSFET. Таким образом, затвор irf3205 разрушится если напряжение на нем будет  превысит 25 вольт. Производители советуют выбирать транзистор с 30% запасом по ожидаемым параметрам, при этом должны быть соблюдены требования по подавлению различных скачков напряжения и тока.

Источники
  • https://radiosvod.ru/tranzistor/irf3205
  • https://www.chipdip.by/product/irf3205
  • https://www.RusElectronic.com/irf3205/
  • https://shematok.ru/transistor/irf3205
  • https://mirshem.ru/irf3205/
  • https://eandc.ru/catalog/detail.php?ID=3411
  • http://HardElectronics.ru/tranzistor-irf3205-parametry.html

Как вам статья?

Павел
Павел
Бакалавр "210400 Радиотехника" – ТУСУР. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
Написать
Пишите свои рекомендации и задавайте вопросы
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Записки радиолюбителя
Adblock
detector