Даташит irf3205. IRF3205: мощный N-канальный MOSFET для силовой электроники и его характеристики

Каковы основные параметры и особенности MOSFET транзистора IRF3205. Где применяется IRF3205 в силовой электронике. Какие аналоги существуют для IRF3205. Как правильно использовать IRF3205 в схемах.

Общая характеристика IRF3205

IRF3205 — это мощный N-канальный MOSFET транзистор, разработанный компанией International Rectifier. Он относится к семейству HEXFET Power MOSFETs и отличается очень низким сопротивлением канала в открытом состоянии.

Основные особенности IRF3205:

• Максимальное напряжение сток-исток: 55 В
• Максимальный постоянный ток стока: 110 А (при 25°C)
• Сопротивление канала в открытом состоянии: всего 8 мОм
• Быстрое переключение
• Повышенная рабочая температура: до 175°C
• Корпус TO-220

Благодаря этим характеристикам IRF3205 находит широкое применение в силовой электронике, особенно там, где требуется коммутация больших токов при относительно низких напряжениях.

Области применения IRF3205

Основные сферы использования IRF3205 включают:

• Импульсные источники питания
• Инверторы
• Регуляторы скорости электродвигателей
• Системы управления электроприводом
• DC/DC преобразователи
• Зарядные устройства для аккумуляторов
• Автомобильная электроника

В каких конкретных устройствах можно встретить IRF3205? Этот транзистор часто используется в:

• Сварочных инверторах
• Источниках бесперебойного питания (ИБП)
• Контроллерах солнечных батарей
• Системах управления бесколлекторными двигателями
• Мощных усилителях класса D

Ключевые параметры IRF3205

Рассмотрим подробнее основные электрические характеристики IRF3205:

Напряжение и ток

• Максимальное напряжение сток-исток V_DSS: 55 В
• Максимальное напряжение затвор-исток V
  GS: ±20 В
• Постоянный ток стока I_D: 110 А при 25°C, 80 А при 100°C
• Импульсный ток стока I_DM: 390 А

Сопротивление и мощность

• Сопротивление канала в открытом состоянии R_DS(on): 8 мОм (типовое)
• Максимальная рассеиваемая мощность P_D: 200 Вт
• Тепловое сопротивление кристалл-корпус R_thJC: 0,75 °C/Вт

Динамические параметры

• Входная емкость C_iss: 3247 пФ
• Время включения t_on: 115 нс (типовое)
• Время выключения t_off: 115 нс (типовое)

Особенности применения IRF3205

При использовании IRF3205 в схемах следует учитывать несколько важных моментов:

Управление затвором

Для полного открытия транзистора рекомендуется подавать на затвор напряжение 10-15 В. Хотя пороговое напряжение составляет 2-4 В, при более высоком напряжении затвора достигается меньшее сопротивление канала.

Тепловой режим

Несмотря на низкое сопротивление канала, при больших токах IRF3205 может значительно нагреваться. Необходимо обеспечить адекватный теплоотвод, особенно в мощных применениях.

Защита от перенапряжений

Рекомендуется использовать снабберные цепи или TVS-диоды для защиты затвора от перенапряжений, особенно в индуктивных нагрузках.

Аналоги IRF3205

Существует ряд транзисторов с похожими характеристиками, которые могут использоваться как альтернатива IRF3205:

• IRFZ44N — более доступный аналог с чуть худшими параметрами
• IRF3710 — имеет более высокое допустимое напряжение (100 В)
• IPP80N03S4L-04 — современный аналог от Infineon с улучшенными характеристиками
• STP80NF03L — аналог от STMicroelectronics
• FQPF85N06 — аналог от Fairchild Semiconductor

При выборе аналога следует обращать внимание не только на основные параметры, но и на динамические характеристики, которые могут существенно отличаться у разных производителей.

Цоколевка и корпус IRF3205

IRF3205 выпускается в корпусе TO-220AB, который имеет следующую цоколевку:

1. Затвор (Gate)
2. Сток (Drain)
3. Исток (Source)

Корпус TO-220 обеспечивает хороший теплоотвод и удобен для монтажа на радиатор. Металлическая подложка (tab) корпуса электрически соединена со стоком транзистора.

Преимущества и недостатки IRF3205

Рассмотрим основные плюсы и минусы использования IRF3205:

Преимущества:

• Очень низкое сопротивление канала в открытом состоянии
• Высокая токовая нагрузочная способность
• Хорошие динамические характеристики
• Доступность и распространенность
• Относительно невысокая цена

Недостатки:

• Ограниченное максимальное напряжение (55 В)
• Относительно высокая входная емкость
• Меньшая эффективность по сравнению с современными GaN-транзисторами

Особенности выбора IRF3205 для конкретных применений

При выборе IRF3205 для конкретной схемы следует учитывать несколько факторов:

Напряжение питания

IRF3205 подходит для схем с напряжением питания до 50 В с учетом запаса. Для более высоких напряжений следует выбрать транзистор с большим допустимым напряжением сток-исток.

Ток нагрузки

Хотя максимальный постоянный ток составляет 110 А, на практике редко используют транзистор на пределе возможностей. Рекомендуется выбирать IRF3205, если ток нагрузки не превышает 70-80 А.

Частота переключения

IRF3205 имеет хорошие динамические характеристики и может работать на частотах до нескольких сотен кГц. Однако на высоких частотах возрастают динамические потери, что следует учитывать при расчете теплового режима.

Типовые схемы включения IRF3205

Рассмотрим несколько типовых схем, в которых часто используется IRF3205:

Синхронный понижающий преобразователь

В этой схеме IRF3205 может использоваться как в качестве верхнего, так и нижнего ключа. Благодаря низкому сопротивлению канала достигается высокий КПД преобразования.

Мостовой инвертор

Четыре транзистора IRF3205 могут образовывать полный мост для создания однофазного инвертора. Такая схема часто используется в источниках бесперебойного питания и сварочных инверторах.

Драйвер бесколлекторного двигателя

IRF3205 отлично подходит для управления обмотками бесколлекторных двигателей в составе трехфазного инвертора.

Заключение

IRF3205 — это надежный и эффективный MOSFET транзистор, который остается популярным выбором для многих применений в силовой электронике. Несмотря на появление более современных аналогов, его характеристики по-прежнему актуальны для многих схем, особенно там, где требуется коммутация больших токов при относительно низких напряжениях.

При правильном применении с учетом всех особенностей, IRF3205 обеспечивает отличное соотношение цены и качества, позволяя создавать эффективные и надежные устройства силовой электроники.

IRF3205 — силовой МОП-транзистор HEXFET® — DataSheet

22 июня, 202022 июня, 2020

• Передовая технология процесса изготовления.
• Ультра низкое сопротивление в открытом состоянии.
• Динамическое значение dv/dt.
• Рабочая температура 175 °C.
• Быстрое переключение.
• Полностью нормированные лавинные параметры

Описание

Передовые силовые полевые транзисторы HEXFET® от InternationalRectifier производятся по современным технологиям для достижения крайне низкого сопротивления в открытом состоянии на всей области кристалла. Это преимущество, в сочетании с быстрой скоростью переключения и надежностью устройства, которые хорошо известны для МОП-транзисторов HEXFET, дает проектировщику чрезвычайно эффективное и надежное устройство для использования в самых разнообразных сферах.

Корпус TO-220 универсален для всех коммерческих и промышленных применений при уровнях рассеиваемой мощности примерно до 50 Вт. Низкое тепловое сопротивление и низкая стоимость корпуса TO-220 способствуют его широкому распространению в производстве.

 

Абсолютные максимальные значения
	Параметры	Макс.	Единицы
ID при Tc = 25 °C	Непрерывный ток стока, при V GS = 10 В	110 5	А
ID при Tc = 100 °C	Непрерывный ток стока, при VGS = 10 В	80
IDM	Импульсный ток 1	390
PD при Tc = 25 °C	Рассеиваемая мощность	200	Вт
	Линейный Понижающий Коэффициент	1,3	Вт/°C
VGS	Напряжение затвор-сток	±20	В
IAR	Лавинный ток 1	62	А
EAR	Энергия повторяющегося лавинного импульса 1	20	мДж
dV/dt	Импульс на восстанавливающемся диоде dV/dt 3	5,0	В/нс
TJ, TSTG	Температура перехода и температура хранения	-55 до 175	°C
	Температура припоя в течении 10 секунд	300 (1,6 мм от корпуса)
	Момент затяжки болт М3	1. 1	Н·м

Тепловое сопротивление
Обозначение	Параметры	Тип.	Макс.	Единицы
RthJC	Кристалл -корпус	—	0,75
Rthcs	Корпус радиатора с плоской смазанной поверхностью	0,50	—
RthJA	Кристалл — окружающая среда	—	62	°C/Вт

Электрические характеристики при TJ = 25 °C (если не указаны другие)
	Параметры	Мин.	Тип.	Макс.	Единицы	Условия
V(BR)DSS	Напряжение пробоя сток-исток	55	—	—	В	VGS = 0 В, ID = 250 мкА
ΔV(BR)DSS/ΔTJ	Напряжение пробоя температурный коэффициент	—	0,057	—	В/°C	относительно 25 °C ID = 1 мА
RDS(on)	Статическое сопротивление сток-исток	—	—	8,0	мОм	VGS = 10 В, ID = 62 А 4
VGS(th)	Пороговое напряжение	2,0	—	4,0	В	VDS = VGS,  ID = 250 мкА
gFS	Крутизна характеристики	44	—	—	С	VDS = 25 В,  ID = 62 А 4
IDSS	Ток утечки сток-исток	—	—	25	мкА	VDS = 55 В, VGS = 0 В
				250		VDS = 44 В, VGS = 0 В, TJ = 150 °C
IGSS	Прямая утечка от затвора к истоку	—	—	100	нА	VGS = 20 В
	Обратная утечка от затвора к истоку	—	—	-100		VGS = -20 В
Qg	Суммарный Заряд Затвора	—	—	146	нКл	ID = 62 А VDS = 44 В  VGS = 10 В, см. рис. 6 и 13
Qgs	Заряд между затвором и истоком	—	—	35
Qgd	Заряд между затвором и стоком (заряд Миллера)	—	—	54
td(on)	Время задержки включения	—	14	—	нс	VDD = 28 В   ID = 62 А RG = 4,5 Ом  VGS = 10 В, см. рис. 10 4
tr	Время нарастания	—	101	—
td(off)	Время задержки выключения	—	50	—
tf	Время спада	—	65	—
LD	Внутренняя Индуктивность Стока	—	4,5	—	нГн	Между точкой припоя, 6 мм (0,25 дюйма) от корпуса и центром контакта
Ls	Внутренняя Индуктивность Истока	—	7,5	—
Ciss	Входная емкость	—	3247	—	пФ	VGS = 0 В
Coss	Выходная емкость	—	781	—		VDS = 25 В
Crss	Проходная емкость	—	211	—		ƒ = 1. 0 МГц см. рис 5
EAS	Лавинная энергия одиночного импульса	—	1050 6	264 7	мДж	IAS = 62 А, L = 138 мкГн

Номинальные параметры и характеристики исток-сток

	Параметр	Min.	Typ.	Max.	Ед. изм.	Условия
Is	Непрерывный ток истока (через паразитный диод)	—	—	110	A	Символ MOSFET, показывающий встроенный обратный диод образованный p-n переходом.
Ism	Импульсный ток стока (через паразитный диод)1	—	—	390
Vsd	Прямое напряжение на диоде	—	—	1. 3	В	Tj = 25 °C, Is = 62 A, VGS = 0 В4
trr	Время обратного восстановления	—	69	104	нс	Tj = 25°C, If = 62A di/dt = 100A/мкс 4
Qrr	Заряд обратного восстановления	—	143	215	нКл
ton	Время включения в прямом направлении	Собственное время включения пренебрежимо мало (время включения определяет значение LS+LD)

Примечание:

1 — Повторяющееся значение; ширина импульса ограничена макс. температурой перехода. (См. Рисунок 11).

2 — Начало T_J = 25 °C, L = 138 мкГн, R_G = 25 Ом, I_AS = 62 А (См. рис. 12).

3 — I_SD ≤ 62 А, di/dt ≤ 207 А/мкс, V_DD ≤ V_(BR)DSS, T_J ≤ 175 °C.

4 — Ширина импульса ≤ 400 мкс; коэффициент заполнения ≤ 2%.

5 — Расчетный непрерывный ток на основе максимально допустимой температуре перехода. Ограничение по току для данного типа корпуса — 75A.

6 — Это типичное значение при разрушении устройства и представляет собой выход за пределы номинальных значений.

7 — Это расчетное значение ограниченное T_J = 175 °C.

Рис. 1 Номинальные выходные характеристики при температуре перехода 25 °CРис. 3 Номинальные переходные характеристикиРис. 5 Номинальная емкость от напряжения сток-истокРис. 7 Номинальное значение прямого падения напряжения на паразитном диодеРис. 9 Максимальный ток стока от температуры корпусаРис. 2 Номинальные выходные характеристики при температуре перехода 175 °CРис. 4 Нормализованное сопротивление канала в открытом состоянии от температурыРис. 6 Номинальное значение заряда затвора от напряжения затвор-истокРис. 8 Максимальная безопасная рабочая областьРис. 10a Схема проверки времени переключения (ширина импульса <= 1 мкс, коэффициент заполнения <= 0. 1 %) Рис. 10b Диаграмма времени переключенияРис. 11 Максимально эффективное переходное тепловое сопротивление, кристалл — корпусРис. 12а Схема проверки на защелкиваниеРис. 12b Форма сигнала в схеме проверки на защелкиваниеДиаграмма основного заряда затвораРис. 12c Максимальная лавинная энергия от тока стокаРис. 13b Схема проверки заряда затвора

Рис. 14.1 Схема проверки скорости восстановления обратного диода

Соображения По Компоновке Схемы

• Низкая паразитная индуктивность
• Земляной полигон
• Трансформатор с низким током утечки
• dv/dt управляется значением R_G
• Драйвер того же типа, что и D.U.T.
• I_SD управляется коэффициентом заполнения «D»
• D.U.T. — Тестируемое устройство

Рис. 14.2 Временные диаграммы для N-канального HEXFETS
V_GS = 5V для устройств с логическим уровнемРазмеры корпуса (TO-220AB) в мм(дюйм) и распиновка. 1- затвор, 2 — сток, 3 — исток, 4 — стокМаркировка (логотип, код сборки, парт номер, дата производства — год и неделя)

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Author Даташиты

U2010B — Микросхема фазового управления с обратной связью по току и защитой от перегрузки.

AMS1117 — Стабилизатор с малым падением напряжения и выходным током 1 А

Транзистор IRF3205: характеристики, datasheet и аналоги

Рассмотрим характеристики n-канального полевого MOSFET транзистора IRF3205 с изолированным затвором. Чаще всего он используется в системах управления скоростью электрических двигателей, высокочастотных генераторах, импульсных блоках питания и других электронных устройствах общего применения. Особенностями этого устройства является повышенная рабочая температура перехода (до +175°C), высокая скорость переключения и повышенная стойкость к повторяющимся нагрузкам.

Цоколевка

Транзистор IRF3205 выпускается в корпусе ТО-220, в нем и будем рассматривать распиновку. Он предназначен для дырочного монтажа и имеет три вывода:

• слева находится затвор;
• после него расположен сток;
• самый правый – это исток.

На изображении ниже представлены внешний вид и назначение ножек.

Технические характеристики

Рассмотрим предельно допустимые характеристики IRF3205:

• разность потенциалов З-И (отпирающее) V_GS = ±20 В;
• постоянный ток стока (V_GS = 10 В):
  • при температуре +25^ОС I_D = 110 А;
  • при температуре +100^ОС I_D = 78 А;
• пиковый ток стока I_DМ = 440 А;
• мощность P_D = 170 Вт;
• к-т снижения мощности 1,3 Вт/°С;
• пиковый лавинный ток I_AR = 62 А;
• энергия, рассеиваемая при лавинном пробое E_AR = 20 мДж;
• импульс на восстанавливающемся диоде dv/dt = 5,0 В/нс;
• диапазон рабочих температур T_J = -55 ^ОC … +150^ОC.

Электрические параметры также играют важную роль, при определении возможностей IRF3205. Они тестируются при стандартной комнатной температуре +25°С. Другие параметры, влияющие на результаты измерения можно найти в отдельной колонке таблицы, в столбце «Условия тестирования».

Электрические характеристики транзистора IRF3205 (при Т = +25 оC)
Параметры	Режимы тестирования	Обозн.	min		max	Ед. изм
Напряжение пробоя между С-И	VGS =0В, ID=250мкА	V(BR)DSS	55			В
Коэффициент, показывающий зависимость разности потенциалов пробоя от температуры	ID=1,0 мА	Δ V(BR)DSS /TJ		0,51		В/°С
Сопротивление между стоком и истоком в открытом состоянии	VGS = 10 В, ID = 66 A	RDS(on)		4,9	6,5	Ом
Пороговая отпирающая разность потенциалов между затвором и истоком	VDS = VGS, ID = 250 мкА	VGS(th)	2		4	В
Крутизна характеристики	VDS = 25 В, ID = 66 А	GFS	71
Ток утечки З-И в прямом направлении	VGS = 20 В	IGSS			200	нА
Ток утечки З-И в обратном направлении	VGS = -20 В	IGSS			-200	нА
Ток утечки С-И при нулевой разности потенциалов на затворе	VDS = 55 В, VGS = 0 В	IDSS			20	мкА
	VDS = 55 В, VGS = 0 В, TJ = 125°C				250
Общий заряд затвора	VGS = 10 В, ID = 66 А, VDS = 44 В	Qg		76	110	нКл
Заряд между затвором и истоком		Qgs		21		нКл
Заряд между затвором и стоком		Qgd		30		нКл
Время открытия устройства	VDD = 28 В, ID = 66 А, RG = 6,8 Ом, VGS = 10 В	td(on)		18		нс
Время нарастания импульса открытия		tr		95		нс
Время закрытия устройства		td(off)		45		нс
Время спада импульса		tf		67		нс
Индуктивность стока		LD		4,5
Индуктивность истока		LS		7,5
Входная ёмкость транзистора	VGS = 0 В, VDS = 25 В, f = 1,0 МГц	Ciss		3450		пФ
Выходная ёмкость транзистора		Coss		550		пФ
Обратная передаточная ёмкость		Crss		310		пФ
Длительный ток исток-сток		IS			75	А
Импульсный ток через канал		ISM			440	А
Падение напряжения на диоде	IS = 66 A, VGS = 0 В	VSD			1,3	В
Время обратного восстановления	IF = 66 A, VDD = 25 В, dI/dt=100A/мкс	trr		28	42	нс
Заряд обратного восстановления		Qrr		25	38	нКл

Аналоги

Перечислим транзисторы, которые следует рассматривать в первую очередь как аналогов irf3205:

• BUZ111S;
• HRF3205;
• IRFD120.

Следующие транзисторы немного отличаются по характеристикам:

• STP60NF06L;
• STP80NF06.

Назовём также отечественный аналог, это — КП783А.

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.

Полупроводниковые и системные решения — Infineon Technologies

OktoberTech™ — ежегодный технологический форум Infineon

Мы объединяем экспертов для ускорения внедрения инноваций. Узнайте, как мы можем стимулировать декарбонизацию и цифровизацию, из наших основных докладов, панелей и прямых трансляций.

Узнать больше

Не пропустите наш вебинар по тепловым насосам

26 октября, 14:00 по центральноевропейскому летнему времени / 8:00 по восточному поясному времени: Передовые полупроводниковые решения для горячего будущего в тепловых насосах

Зарегистрируйтесь сегодня

Жизненно важное значение для декарбонизации

Как мы можем сбалансировать климатические цели и огромные потребности мира в энергии? Инновационные полупроводниковые решения являются ответом.

Смотреть видео

Объявление о проведении конкурса дизайна «В основе»

Приглашаем всех новаторов! Примите новый вызов проектирования, сосредоточившись на ядре Arm® Cortex®-M0+ на двухъядерном микроконтроллере PSoC™ 62 с ModusToolbox™

. Оставить заявку …

Раскройте весь потенциал GaN

ИС драйвера затвора EiceDRIVER™ в сочетании с CoolGaN™ обеспечивают максимальную производительность и предлагают лучшее в своем классе системное решение для вашего приложения.

Учить больше

Решения для автомобильных бортовых зарядных устройств

Повышение эффективности с портфелем полупроводников Infineon

Учить больше

Экологически чистая мобильность

Мобильность — экологичная, умная, персональная. Как Infineon способствует устойчивой мобильности?

Узнайте здесь

Новости

13 октября 2022 г. | Business & Financial Press

Infineon и VinFast расширяют сотрудничество в области электромобильности

06 октября 2022 г. | Business & Financial Press

Содействие развитию электромобильности и экологически чистой энергии: Infineon открывает новую площадку по производству мощных полупроводниковых модулей в Цеглед

Новости рынка

24 октября 2022 г. | Новости рынка

Infineon CIPOS™ Mini IM523 повышает надежность и производительность приводов малой и средней мощности

Посетите Infineon в Твиттере.

IRF3205 МОП-транзистор
Распиновка IRF3205

IRF3205 представляет собой сильноточный N-канальный MOSFET , который может коммутировать токи до 110 А и 55 В.

Конфигурация контактов

Номер контакта	Название контакта	Описание
1	Ворота	Управляет смещением MOSFET
2	Слив	Ток поступает через сток
3	Источник	Ток течет через источник

Особенности

• N-канальный силовой МОП-транзистор
• Непрерывный ток стока (ID) составляет 110 А, когда VGS составляет 10 В
• Минимальное пороговое напряжение затвора 2 В
• Напряжение пробоя сток-исток: 55 В
• Низкое сопротивление во включенном состоянии 8,0 мОм
• Напряжение затвор-исток (VGS) составляет ±20 В
• Время нарастания 101 нс
• Обычно используется со схемами переключения питания
• Доступен в пакете То-220

Примечание. Полную техническую информацию можно найти в техническом описании IRF3205 , приведенном в конце этой страницы.

 

Альтернативы для IRF3205

IRF1405, IRF1407, IRF3305, IRFZ44N, IRFB3077, IRFB4110

Другие N-канальные MOSFET

IRF540N, 2N7000, FDV301N

IRF3205 MOSFET OVERVIE 55В. Особенностью полевого МОП-транзистора является то, что он имеет очень низкое сопротивление всего 8,0 мОм, что делает его подходящим для коммутационных цепей, таких как инверторы, регуляторы скорости двигателя, преобразователи постоянного тока и т. д. Это также один из легкодоступных и дешевых полевых МОП-транзисторов с низким сопротивлением. на-сопротивление.

Итак, если вы ищете MOSFET для использования в вашей схеме переключения, которая работает ниже 55 В и менее 110 А, вы можете рассмотреть возможность использования IRF3205. Обратите внимание, что IRF3205 имеет высокое пороговое напряжение и, следовательно, не идеален для управления включением/выключением со встроенными контроллерами.