Полевой транзистор IRF3205 относится к категории мощных полупроводниковых приборов с изолированным затвором (MOSFET). Полупроводниковый триод имеет индуцированный канал N-типа и производится по технологии HEXFET.
Особенности транзистора IRF3205
К особенностям триода IRF3205, приведенным в вводной части datasheet, производители относят:
- сверхнизкое сопротивление силовой цепи в открытом состоянии (как следствие – пониженные потери);
- повышенную предельную рабочую температуру;
- динамическое соотношение dv/dt;
- полную защиту от лавинных явлений.
Сюда же можно отнести и способность работать с высокими значениями тока стока, и возможность быстрого переключения, в том числе, при индуктивной нагрузке.
Достоинством триода также считается отсутствие свинца и соответствие экологическим стандартам.
Параметры MOSFET
Характеристики транзистора IRF3205 приведены в таблице.
| Характеристика | Значение | Размерность | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Максимальные значения | ||||||
| Рассеиваемая мощность | 200 | ватт | ||||
| Верхний предел напряжения затвор-сток (Vgs) | ±20 | вольт | ||||
| Предельный продолжительный ток стока (Id) при Uзи=10 В | 110 | ампер | ||||
| Предельный продолжительный ток стока (Id) при Uзи=10 В и Т=+100 град.С | 80 | ампер | ||||
| Предельный импульсный ток стока (Idm) | 390 | ампер | ||||
| Лавинный ток | 62 | ампер | ||||
| Температура пайки | +300 | град.С | ||||
| Предельная температура эксплуатации | минус 55..+175 | град.С | ||||
| Электрические параметры | ||||||
| Характеристика | Значение | Размерность | Условия тестирования | |||
| U пробоя сток-исток (Vbr(dss) | ≥55 | вольт | Vgs=0,
Id=250 μA |
|||
| Ток утечки по направлению затвор-исток (Igss) | ±100 | наноампер | Vgs =±20 В | |||
| Напряжение отсечки (Vgs(th)) | 2..4 | вольт | Vds=Vgs,
Id=250μA |
|||
| Сопротивление канала сток-исток (Rds(on)) | ≤8 | миллиом | Vgs=10V,
Id=62A |
|||
| Ток утечки закрытого канала (Idss) | ≤25 | микроампер | Vds=55 V,
Vgs=0V |
|||
| Ток утечки закрытого канала (Idss) при Тперехода=100 град.С | ≤250 | микроампер | Vds=44 V,
Vgs=0 |
|||
| Крутизна характеристики (gfs) | ≥44 | см | Vds=25V,
Id=62A |
|||
| Входная емкость | 3247 (тип.) | пикофарад | Vgs=0,
Vds=25 V, ƒ=1.0 MHz |
|||
| Выходная емкость | 781 (тип.) | |||||
| Проходная емкость | 211 (тип.) | |||||
| Время задержки включения (td(on)) | 14 (тип.) | наносекунд | Vdd=28 V,
Id=62 A, Rg=4.5 Ω, Vgs=10V |
|||
| Время нарастания тока при включении (tr) | 101 (тип.) | |||||
| Время задержки отключения (td(off)) | 50 (тип.) | |||||
| Время спада тока при отключении (tf) | 65 (тип.) | |||||
| Собственная индуктивность истока (Ld) | 4,5 (тип.) | наногенри | ||||
| Собственная индуктивность истока (Ls) | 7,5 (тип.) | |||||
| Параметры паразитного диода | ||||||
| Характеристика | Значение | Размерность | Условия тестирования | |||
| Падение напряжения в открытом состоянии (при максимальном токе) | 1,3 | вольт | Tj = 25°C,
Is = 62A, Vgs = 0 |
|||
| Предельно допустимый прямой ток (Is) | 110 | ампер | ||||
| Предельно допустимый прямой импульсный ток (Is) | 390 | |||||
| Время переключения | ≤104 (69 тип.) | наносекунд | Tj = 25°C,
If = 62A, di/dt = 100A/µs |
|||
| Время включения в прямом направлении | незначительно по сравнению со временем, определяемым паразитной индуктивностью стока и истока | |||||
При повышении температуры корпуса свыше +25 град.С, снижение допустимой мощности рассеяния составляет 1,3 ватта на каждый градус превышения.
Корпус и цоколевка
Полевой транзистор IRF3205 выпускается в корпусе TO-220, оснащенном тремя жесткими выводами, допускающими определенный изгиб в направлении вперед-назад от плоскости расположения выводов. Конструкция кейса позволяет эффективно отводить тепло от внутренних структур MOSFET, а также крепить триод на внешний радиатор посредством винта.
Вывод стока электрически соединен с теплоотводящей пластиной. При креплении на внешний радиатор надо предусмотреть электрическую изоляцию посредством керамической или слюдяной прокладки. Дополнительно надо изолировать винт с помощью диэлектрической втулки.
Если радиатор изолирован от электрических цепей готового устройства (включая нулевую шину) или по схеме сток непосредственно соединен с общим проводом, меры по изоляции MOSFET можно не предпринимать.
Аналоги транзистора
В качестве аналогов для замены можно использовать MOSFET зарубежного производства:
- IRF1405;
- IRF1407;
- IRF1607;
- IRF2805;
- IRF2907Z;
- IRF3305;
- IRF3808;
- IRFB3006;
- IRFB3077;
- IRFB3206;
- IRFB3207;
- IRFB3256;
- IRFB3306;
- IRFB3307;
- IRFB4110;
- IRFB4310.
Эти триоды имеют близкие или превосходящие параметры, аналогичный корпус и цоколевку. Однако перед монтажом не помешает заглянуть в даташит на предмет возможного расхождения параметров (в большинстве случаев не имеющего значения).
Применение и практические схемы
Производитель не очерчивает конкретную область применения MOSFET, ограничиваясь в технической спецификации фразой «прибор общего назначения для широкого круга приложений». Наиболее полно электрические параметры IRF3205 реализуются в схемах:
- узлов переключения;
- boost-конвертерах;
- чопперах;
- установках частотного привода;
- других DC-DC и DC-AC преобразователях.
Одна из возможных схем, где триод IRF3205 работает в ключевом режиме, представлена на рисунке. На двух транзисторах собран генератор, формирующий мощные импульсы через первичную обмотку трансформатора. Импульсы трансформируются во вторичную обмотку, с которой снимается напряжение 220 вольт.
Включая по нескольку транзисторов параллельно, можно получить очень мощный, но компактный источник питания. Представленная на рисунке схема параллельного включения позволяет получить преобразователь для питания бытовой техники мощностью до 1 кВт.
Неплохо IRF3205 работает и в линейном режиме. Пример такого использования – популярная схема электронной нагрузки. Сопротивление канала плавно регулируется, изменяя ток в силовой цепи. Так как транзистор выдерживает большой продолжительный ток, можно получить широкий диапазон регулировки при простой схемотехнике.
Используя транзистор IRF3205 в линейном режиме, можно строить линейные регуляторы и стабилизаторы напряжения, а также выходные каскады аудиоусилителей. Здесь все ограничивается предельными параметрами транзистора, а они у IRF3205 (в плане мощности) впечатляющи.
