Entendiendo a los Mosfets

[Veguepic]

Hola Amigos:

Ultimamente he estado leyendo sobre Mosfet y quisiera plantear lo que he entendido para corroborar con la ayuda de ustedes que es correcto y lo que no, para que me corrijan y aprender, la idea es aprender a leer una hoja tecnica desde el punto de vista de los neofitos como yo.

Se que existen un tipo de mosfet llamados logic level mosfet pero eso mas adelante se vera, en estos primeros mensajes el conejillo de indias sera el conocido IRFZ44N, empezemos con el datasheet.



1.- La parte de voltage (55v), resistencia (17.5 mohms) y amperaje (49A) esta claro. Son los que encabezan el datasheet.

2.- En la parte de potencia esta mi duda, el dato de 94 W segun entiendo es con disipador pues suponiendo unos 7.2 v esto es como 13 A que debe ser caliente la cosa.

3.- En el caso de esa relacion supongo la temperatura en funcion de la potencia.

4.- En el caso de Vgs entiendo que dependiendo del voltaje sera la capacidad de corriente que maneje el mosfet, en el caso de ser positivo me queda clara la coneccion, pero en el caso negativo tengo mis dudas en el modo de coneccion.

5.- En el caso de Iar, Ear dv/dt no tengo idea.

Bueno amigos, espero sus opiniones para poder seguir con la siguiente parte que es hacer pruebas fisicas con este chiquitin.

Saludos
Hugo

[Islagrande]

Hola Veguepic

Los 94W son con disipador y creo que a temperatura ambiente de 25 grados. Sin disipador no debe soportar ni 5W jeje, comienza a subir la temperatura hasta que se quema

Con relación al voltage Vgs. Este Mosfet es canal N y de enriquecimiento. Esto significa que no tiene formado ningun canal entre drain y source, Este se forma debido al campo eléctrico que se crea al aplicar la tensión Vgs. Para que conduzca un Mosfet canal N, el gate tiene que ser positivo con respecto al source. Este Mosfet, como muchos, soporta +_ 20 V entre source y gate. Si el gate es negativo con respecto al source nunca conducirá y si se sobrepasan los 20 V se rompe. Cuando le aplicas una tensión positiva al gate con respecto al source y vas subiendo lentamente, entonces se comienza a formar el canal. En este caso entre los 2 y los 4 V el Mosfet comienza a conducir pero presenta una alta resistencia entre drain y source, la cual va disminuyendo en la medida que sube el voltaje Vgs. Cuando este llega a los 10 V entonces tienes los 17,5 mOhm que te da como dato el fabricante . No debes de excederte de esta tensión en un circuito cuando lo pongas a trabajar, recuerda que sobre los 20 V se rompe. Yo en mis diseños trato siempre de poner una resistencia y un zener de 10V en paralelo con el source y el gate para protegerlo

Saludos desde La Habana

[Renatox_]

hola como estas, los 94w es con disipador, si usas uno vas a bajar la resistencia térmica equivalente y por tanto aumentar la potencia disipada segun la relacion:

Tj=Pdis*(Rthjc+Rthcs+Rthsa)+Ta

pero si no usas disipador tendras esta formula

Tj=Pdis*(Rthja)+Ta; donde Rthja=62ºC/W

trabajando al limite de temperatura de este mosfet osea Tj=175ºC y Ta=25ºC, entonces como máximo disipará:

175=Pdis*62+25,,,,, Pdis=2.41W.

La potencia disipada la calculas de las perdidas en conduccion más la perdidas de switching.

A los mosfet de potencia se los suele trabajar en el rango de 10 a 15v siendo los mas usados entre 12 a 15, IR en sus notas de aplicacion usa 15v, se usa una resistencia de bajo ohmiaje en serie al gate con esta calculas el tiempo de activación y desactivación, tambien se suele poner un diodo rapido en paralelo a esta resistencia para acelerar la desactivacion del mosfet.

No es bueno acelerar tanto el tiempo de switching digamos menores a 40nseg porque puedes llegar a los limites del dv/dt en el puente, esta alta tasa de voltaje puede entrar al circuito del gate causando un incremento de Vgs y si supera a Vgs(th) el mosfet se prenderá ocacionando un cortocircuito

Por eso se usan voltajes negativos en el apagado para contrarestar estas corrientes parásitas que pueden entrar por el drenador debido a un alto dv/dt, y asi impedir que se prenda el mosfet cuando esta en corte. Pero tambien se le puede apagar con 0v con seguridad puedes leer el IRMD2214DemoBoard para más información.

saludos.

[Veguepic]

Gracias por responder amigos y disculpen el dejar de lado el hilo, pero ultimamente ando sin tiempo, entre el trabajo que se ha puesto insoportable y el bebe que se ha enfermado muy seguido, no tengo tiempo para experimentar.

Con relación al voltage Vgs. Este Mosfet es canal N y de enriquecimiento. Esto significa que no tiene formado ningun canal entre drain y source, Este se forma debido al campo eléctrico que se crea al aplicar la tensión Vgs. Para que conduzca un Mosfet canal N, el gate tiene que ser positivo con respecto al source. Este Mosfet, como muchos, soporta +_ 20 V entre source y gate. Si el gate es negativo con respecto al source nunca conducirá y si se sobrepasan los 20 V se rompe. Cuando le aplicas una tensión positiva al gate con respecto al source y vas subiendo lentamente, entonces se comienza a formar el canal. En este caso entre los 2 y los 4 V el Mosfet comienza a conducir pero presenta una alta resistencia entre drain y source, la cual va disminuyendo en la medida que sube el voltaje Vgs. Cuando este llega a los 10 V entonces tienes los 17,5 mOhm que te da como dato el fabricante . No debes de excederte de esta tensión en un circuito cuando lo pongas a trabajar, recuerda que sobre los 20 V se rompe. Yo en mis diseños trato siempre de poner una resistencia y un zener de 10V en paralelo con el source y el gate para protegerlo

Ya me queda claro, al ser el voltage bajo en el gate es alta la resistencia y esto hace que disipe mas calor (gracias OHM) es por eso que se calienta, yo queria manejarlo con solo la salida del PIC y veo que si se podria, pero seria ineficiente. Creo recordar que la resistencia al gate es de 10K.

hola como estas, los 94w es con disipador, si usas uno vas a bajar la resistencia térmica equivalente y por tanto aumentar la potencia disipada segun la relacion:

Tj=Pdis*(Rthjc+Rthcs+Rthsa)+Ta
.
.
.
La potencia disipada la calculas de las perdidas en conduccion más la perdidas de switching.

Hola Renatox, seria interesante conocer el calculo usando disipador, y de las perdidas en conduccion y switching.

A los mosfet de potencia se los suele trabajar en el rango de 10 a 15v siendo los mas usados entre 12 a 15, IR en sus notas de aplicacion usa 15v, se usa una resistencia de bajo ohmiaje en serie al gate con esta calculas el tiempo de activación y desactivación, tambien se suele poner un diodo rapido en paralelo a esta resistencia para acelerar la desactivacion del mosfet.

Segun entiendo este circuito deberia funcionar.



Saludos
Hugo

[Renatox_]

hola, mientras mas grande es la resitencia al gate, mas lento se activara y desactivara el mosfet, por tanto más perdida de potencia tendrás,,, 10k es demasiado para un mosfet de potencia,,, valores comunmente usados estan entre 5 a 100 ohm.,

saludos.

[Veguepic]

Que torpe, si lo lei en tu post anterior pero olvide cambiar el valor que por defecto asigna ISIS a la resistencia, gracias.



Un circuito para manejar el gate podria ser este, el cual se alimenta con 10v o mas. Este se conectaria directamente al PIC. Que opinan?

Quisiera una recomendacion para el diodo en el motor, algo que sea bueno, barato, bonito no importa y sobre todo facil de conseguir, el consumo sera de unos 10A.

Saludos
Hugo

[jeremylf]

Hola, interesante todo sus comentarios. Ya voi entiendo mas a los MOSFETs.

Queria saber si asi como el IRFZ44N, que es de canal N y muy conocido, hay uno de canal P. Lo que pasa esque yo necesito entregar 12V mas no tierra, pero a altas corrientes.

Cual me recomendarian por ser uno conocido, facil de encontrar??


Gracias, salu2.