Полевой транзистор (ПТ) с изолированным затвором и индуцированным каналом N-типа (MOSFET или МОСФЕТ) IRF840 относится к приборам третьего поколения.
Особенности транзистора IRF840
Во вступительной части к datasheet производители заявляют, что данный полупроводниковый прибор представляет собой наилучшее сочетание быстрого переключения, надежной конструкции устройства, низкого сопротивления включения и экономичности. В разделе Features особенности триода конкретизируются:
- Скорость нарастания напряжения сток-исток (dV/dt) динамически изменяется.
- Транзистор выдерживает высокую энергию лавинного пробоя.
- Несложные условия параллельного включения.
- Невысокая требовательность к управляющему сигналу.
Безусловно, достоинствами является способность транзистора работать при больших токах и высоких напряжениях.
Как и все MOSFET с индуцированным каналом, транзистор IRF840 содержит диод между стоком и истоком. Этот диод возникает из-за особенностей структуры транзистора и является вредным дополнением. Однако в некоторых случаях он может выполнять защитные функции.
Параметры полупроводникового триода
В таблице собраны характеристики транзистора IRF840 согласно деклараций производителей.
| Характеристика | Значение | Размерность | ||
|---|---|---|---|---|
| Максимальные значения (при Т=25 град.С, если не указано иное) | ||||
| Верхний предел напряжения сток-исток (Vds) | 500 | вольт | ||
| Верхний предел напряжения затвор-сток (Vgs) | ±20 | вольт | ||
| Предельный продолжительный ток стока (Id) при Uзи=10 В | 8 | ампер | ||
| Предельный продолжительный ток стока (Id) при Uзи=10 В и Т=+100 град.С | 5,1 | ампер | ||
| Предельный импульсный ток стока (Idm) | 32 | ампер | ||
| Температура пайки | 300 в течение 10 секунд | град.С | ||
| Предельная температура эксплуатации | 150 | град.С | ||
| Статические параметры | ||||
| U пробоя сток-исток при Uзи=0, Icтока=250 мкА | не менее 500 | вольт | ||
| Ток утечки по направлению затвор-исток (Igss) при Uзс=±20 В | ±100 | наноампер | ||
| Напряжение отсечки (Vgs(th)) при Uси=Uзи, Iстока=250 мка | 2..4 | вольт | ||
| Сопротивление канала сток-исток (Rds(on)) при Uзи=10 В, Iстока=17 А (импульсн.) | не более 0,85 | ом | ||
| Ток утечки закрытого канала при нулевом напряжении на затворе | 25 | микроампер | ||
| Ток утечки закрытого канала при нулевом напряжении на затворе при T=+125 град.С | 250 | |||
| Крутизна характеристики (gfs) при Ucи=50 В, Iстока=4,8 А (импульсн.) | не менее 4,9 | см | ||
| Динамические параметры | ||||
| Входная емкость | Uзи = 0 В, Uси = 25 В, f = 1.0 МГц | 1300 | пикофарад | |
| Выходная емкость | 310 | |||
| Проходная емкость | 120 | |||
| Паразитное сопротивление затвора (Rg) | 0,6..2,8 | ом | ||
| Время задержки включения (td(on)) | 14 | наносекунд | ||
| Время нарастания тока при включении (tr) | 23 | |||
| Время задержки отключения (td(off)) | 49 | |||
| Время спада тока при отключении (tf) | 20 | |||
| Собственная индуктивность истока (Ld) | 4,5 (типовое значение) | наногенри | ||
| Собственная индуктивность истока (Ls) | 7,5 (типовое значение) | |||
| Параметры паразитного диода | ||||
| Падение напряжения в открытом состоянии | 2 | вольт | ||
| Предельно допустимый прямой ток (Is) | 8 – продолжительный,
32 – импульсный |
ампер | ||
| Время переключения | не более 970 | наносекунд | ||
| Время включения в прямом направлении | пренебрежимо мало по сравнению со временем определяемым индуктивностью стока и истока | |||
Варианты корпуса и цоколевка
МОСФЕТ IRF840 выпускается в корпусе TO-220AB. Этот кейс недорог и обладает хорошей способностью к отведению тепла от внутренней структуры транзистора. Предусмотрена площадка для теплового контакта с внешним радиатором и отверстие для крепления винтом. Внешний вид корпуса и цоколевка показаны на рисунке.
Аналоги транзистора
IRF80 можно заменить транзисторами зарубежного производства:
- YTA840;
- IRF841;
- IRF842;
- IRF843;
- IRFI840G;
- IRFS840;
- IRFS841;
- STP8NA50;
- 2SK5544;
- 2SK11584
- 2SK1566;
- 2SK1567;
- 2SK1805;
- 2SK2116;
- 2SK2117;
- 2SK2118;
- IRF744.
Эти MOSFET имеют схожие (аналогичные либо превосходящие) характеристики. Они выпускаются в корпусе TO-220 или в его более современных модификациях (TO-220CFM и т.п.) и имеют аналогичную распиновку.
В качестве российских аналогов рекомендуются КП777А, КП840, однако они менее доступны.
Применение и практические схемы
Использоваться транзистор может как в ключевом, так и в линейном режимах. Чаще всего IRF840 применяется в следующих устройствах:
- импульсные преобразователи напряжения;
- мощные линейные стабилизаторы напряжения;
- схемы управления электрическими двигателями;
- схемы управления электромагнитными реле;
- схемы регулирования яркости светодиодных светильников;
- схемы управления освещением;
- зарядные устройства для аккумуляторов.
Кроме того, транзисторы IRF840 применяют в выходных каскадах мощных усилителей звуковой частоты.
Схема управления освещением, приведенная ниже, иллюстрирует использование транзистора в ключевом режиме. Сигнал задержки на отключение осветительного элемента формируется с помощью логических микросхем, а MOSFET применен в качестве силового ключа. Нагрузка в виде электрической лампочки включена непосредственно в цепь стока (диод VD2 создает в этой цепи однополярное напряжение). Такое включение возможно, так как IRF840 способен работать и при полном напряжении сети.
Примером использования транзистора в линейном режиме может служить схема линейного стабилизатора напряжения. В ней IRF840 используется в качестве регулирующего элемента. Благодаря характеристикам MOSFET, можно получить высоковольтный и мощный источник питания, например, для запитки анодных цепей ламповых усилителей.
Два приведенных примера не являются исчерпывающими. IRF840 может применяться в различных схемах, и не только в перечисленных выше областях. Все ограничивается только предельными параметрами транзистора.
