Что такое IRFZ44N. Каковы основные характеристики этого MOSFET транзистора. Для каких применений подходит IRFZ44N. Как правильно использовать IRFZ44N в схемах. Какие есть аналоги IRFZ44N.

Что такое IRFZ44N и его ключевые особенности

IRFZ44N — это мощный N-канальный MOSFET транзистор, широко применяемый в силовой электронике. Он обладает рядом важных характеристик, делающих его популярным выбором для многих приложений:

• Максимальное напряжение сток-исток: 55 В
• Максимальный постоянный ток стока: 49 А
• Очень низкое сопротивление канала в открытом состоянии: 17.5 мОм
• Максимальная рассеиваемая мощность: 94 Вт
• Корпус TO-220 с возможностью установки радиатора

Благодаря этим параметрам IRFZ44N отлично подходит для коммутации больших токов при относительно невысоких напряжениях. Его низкое сопротивление канала обеспечивает малые потери при работе.

Основные области применения IRFZ44N

Транзистор IRFZ44N находит применение во многих областях силовой электроники:

• Импульсные источники питания
• Преобразователи напряжения
• Управление электродвигателями
• Ключи большой мощности
• Схемы защиты от перегрузки
• Регуляторы освещения

Как правильно выбрать подходящее применение для IRFZ44N? Следует учитывать его предельные параметры и обеспечивать необходимый теплоотвод при больших токах. Для ответственных применений рекомендуется выбирать транзистор с запасом по напряжению и току.

Структура и принцип работы IRFZ44N

IRFZ44N имеет структуру MOSFET с изолированным затвором. Его основные элементы:

• Кремниевая подложка N-типа (сток)
• Области P-типа (карманы истока)
• Тонкий слой диэлектрика SiO2
• Металлический затвор

Как работает IRFZ44N? При подаче положительного напряжения на затвор относительно истока в приповерхностном слое полупроводника индуцируется канал N-типа. Чем выше напряжение затвор-исток, тем шире канал и меньше его сопротивление. Это позволяет управлять током между стоком и истоком.

Основные параметры IRFZ44N из datasheet

Рассмотрим ключевые параметры IRFZ44N, указанные производителем в документации:

• V(BR)DSS — Максимальное напряжение сток-исток: 55 В
• ID — Максимальный постоянный ток стока: 49 А
• RDS(on) — Сопротивление канала в открытом состоянии: 17.5 мОм
• VGS(th) — Пороговое напряжение затвор-исток: 2-4 В
• Qg — Полный заряд затвора: 63 нКл
• tr — Время нарастания: 60 нс
• tf — Время спада: 45 нс

Какие из этих параметров наиболее важны при выборе MOSFET? Обычно ключевыми являются максимальное напряжение, ток и сопротивление открытого канала. Они определяют возможности применения транзистора в конкретной схеме.

Особенности применения IRFZ44N в схемах

При использовании IRFZ44N в электронных схемах следует учитывать некоторые его особенности:

• Для полного открытия требуется напряжение затвор-исток 10 В и выше
• Имеет встроенный антипараллельный диод между стоком и истоком
• При больших токах необходим радиатор для отвода тепла
• Чувствителен к статическому электричеству, требуются меры защиты при монтаже

Как правильно управлять IRFZ44N в ключевом режиме? Для быстрого переключения рекомендуется использовать специализированные драйверы затворов. Они обеспечивают необходимые токи заряда/разряда емкости затвора.

Сравнение IRFZ44N с аналогами

У IRFZ44N есть ряд близких аналогов с похожими характеристиками:

• IRFZ48N: Немного большее напряжение (55 В) и ток (64 А)
• IRL3803: Меньшее сопротивление канала (11 мОм)
• FQP50N06: Более высокое напряжение (60 В)
• STP55NF06L: Аналог от STMicroelectronics

Как выбрать между IRFZ44N и аналогами? Следует сравнить их ключевые параметры и стоимость. Часто IRFZ44N оказывается оптимальным выбором по соотношению характеристик и цены.

Практические советы по использованию IRFZ44N

При работе с IRFZ44N полезно учитывать следующие рекомендации:

• Используйте качественный теплоотвод при токах более 10-15 А
• Защищайте затвор от перенапряжений с помощью стабилитрона
• Применяйте снабберные цепи для подавления выбросов напряжения
• Не превышайте максимальную температуру кристалла 175°C
• При параллельном включении используйте выравнивающие резисторы в истоках

Как обеспечить надежную работу IRFZ44N в сложных условиях? Важно не превышать предельных режимов, обеспечивать хороший теплоотвод и защиту от перенапряжений. При соблюдении этих условий IRFZ44N демонстрирует высокую надежность.

Типовые схемы включения IRFZ44N

Рассмотрим наиболее распространенные варианты использования IRFZ44N в электронных схемах:

1. Низковольтный ключ большой мощности
2. Синхронный выпрямитель в импульсном источнике питания
3. Драйвер светодиодов с ШИМ-регулировкой яркости
4. H-мост для управления коллекторным двигателем постоянного тока
5. Электронная нагрузка для тестирования источников питания

Какая из этих схем наиболее простая для начинающих? Обычно это низковольтный ключ для коммутации нагрузки. Он позволяет на практике освоить основы работы с MOSFET транзисторами.

Особенности монтажа и теплоотвода IRFZ44N

При монтаже IRFZ44N на печатную плату следует учитывать:

• Используйте антистатические меры предосторожности
• Обеспечьте надежный контакт теплоотводящей пластины с радиатором
• Применяйте качественную теплопроводящую пасту
• Не допускайте механических напряжений на выводах
• Соблюдайте температурный профиль пайки

Как правильно рассчитать необходимый теплоотвод? Нужно определить мощность потерь на транзисторе и его тепловое сопротивление. Затем подобрать радиатор с учетом максимально допустимой температуры кристалла.

Измерение параметров IRFZ44N

Для проверки характеристик IRFZ44N можно измерить следующие параметры:

• Сопротивление канала в открытом состоянии
• Пороговое напряжение включения
• Ток утечки затвора
• Входную и выходную емкость
• Время включения и выключения

Какие приборы нужны для измерения параметров IRFZ44N? Основные измерения можно провести с помощью мультиметра и простого тестера MOSFET. Для более точных измерений потребуется специализированное оборудование.

IRFZ44N — Мощный MOSFET транзистор — DataSheet

	Параметр	Мин.	Тип.	Макс.	Ед. изм.	Условия
V(BR)DSS	Напряжение пробоя сток-исток	55	—	—	В	VGS = 0 В, ID = 250 мкA
∆V(BR)DSS/∆TJ	Температурный коэффициент напряжения пробоя	—	0.058	—	В/°C	До 25°C, ID = 1 мA
RDS(on)	Статическое сопротивление сток-исток в открытом состоянии	—	—	17.5	мОм	VGS = 10 В, ID = 25 A (4)
VGS(th)	Пороговое напряжение на  затворе	2.0	—	4.0	В	VDS = VGS, ID = 250 мкA
gfs	Крутизна характеристики	19	—	—	S	VDS = 25 В, ID = 25 A (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	Ток утечки в прямом направлении	—	—	100	нА	VGS = 20 В
	Ток утечки в обратном направлении	—	—	-100		VGS = -20 В
Qg	Суммарный заряд затвора	—	—	63	нКл	ID = 25 A, VDS = 44 В, VGS = 10 В
Qgs	Заряд между затвором и истоком	—	—	14
Qgd	Заряд между затвором и стоком	—	—	23
td(on)	Время задержки включения	—	12	—	нс	VDD = 28 В,  ID = 25, ARG = 12 Ом,  VGS = 10 В (4)
tr	Время нарастания	—	60	—
td(off)	Время задержки выключения	—	44	—
tf	Время спада	—	45	—
LD	Внутренняя индуктивность стока	—	4.5	—	нГн
LS	Внутренняя индуктивность истока	—	7.5	—
Ciss	Входная емкость	—	1470	—	пФ	VGS = 0 В, VDS = 25 В, ƒ = 1.0 MГц
Coss	Выходная емкость	—	360	—
Crss	Обратная переходная емкость	—	88	—
EAS	Энергия единичного лавинного импульса (2)	—	530 (5)	150 (6)	мДж	IAS = 25 A, L = 0.47 мГн

rudatasheet.ru

Транзистор IRFZ44N: параметры, цоколевка, аналог, datasheet

IRFZ44N – это N-канальный полевой транзистор, изготовленный по технологии MOSFET (КМОП). Это мощный транзистор обладает хорошими техническими характеристиками. Транзистор IRFZ44N идеально подходит для управления мощной нагрузкой, поскольку из-за малого сопротивления n-канала мощность рассеивания достигает 110 Вт. Безусловно, в этом случае необходимо использовать хороший теплоотвод (радиатор).

Параметры транзистора IRFZ44N

• Напряжение сток-исток Uси (max): 60В
• Ток сток-исток при 25 С  Iси (max): 50А
• Напряжение затвор-исток Uзи  (max): ±20В
• Сопротивление канала в открытом состоянии Rси: 28 мОм
• Рассеиваемая мощность Pси  (max): 110Вт
• Крутизна характеристики : 15S
• Пороговое напряжение на затворе: 4В
• Корпус: TO-220AB, TO-220FP, TO-263

Габаритные и установочные размеры транзистора IRFZ44N

Цоколевка транзистора IRFZ44N

Аналог  IRFZ44N

• HUF75329P3
• 2SK1879 (ближайший аналог)
• BUZ102 (ближайший аналог)
• IRFZ40 (ближайший аналог)
• STP45NF06 (ближайший аналог)

Datasheet IRFZ44N (68,0 Kb, скачано: 4 450)

www.joyta.ru

irfz44n транзистор характеристики, аналоги, DataSheet на русском

 

Характеристики полевого МОП-транзистора irfz44n указанные производителем в datasheet, говорят что он является мощным устройством на кремниевой основе с индуцированным n-каналом (нормально закрытым) изолированным затвором. Характеризуется такими предельными значениями: напряжение между контактами сток-исток до 55 В, током стока до 49 А, очень маленьким проходным сопротивлением 17.5 мОм и мощностью рассеивания до 94 Вт. Рабочая температура может достигать 175 °C. Разработан специально для низковольтных, высокоскоростных коммутационных систем источников питания, преобразователей и органы управления двигателями.

Назначение контактов

Перед применением полевка обычно уточняют его структуру, графическое обозначение и назначение контактов. Основой такого транзистора является появляющийся в полупроводнике, с двумя выводами (сток и исток), канал с электронной проводимостью (n-типа). Ширина этого канала зависит от величины подаваемого на затвор (третий вывод) отпирающего напряжения.

Графическое обозначение

Рассмотрим графическое обозначение. Канал типа-n рисуется пунктирной чертой, между примыкающими к нему линиями истока и стока. Стрелка, направленная на пунктирную черту, указывает на электронную проводимость прибора. Выводы канала обозначаются буквами: С-сток (D-drain), И-исток (S-source). Затвор, регулирующий сопротивление канала, обозначается буквой З (G-gate). В обозначении есть так называемый “паразитный” диод, он подключен к истоку анодом. Все графическое обозначение помещено в круг, символизирующий корпус прибора.

Распиновка

Наиболее широкое распространение rfz44n получил в пластиковом корпусе ТО220 с крепежным отверстием под винт, разработанном специально для дискретных мощных полевых транзисторов компанией International Rectifier. Цоколевка irfz44n, если смотреть на лицевую сторону, следующая: слева затвор (G), справа исток (S). Средний вывод является стоком (D), электрически соединенным с встроенным в корпус радиатором. Под маркой International Rectifier существуют экземпляры в корпусах D²PAK и ТО-262 (irfz44ns, irfz44nl), назначение выводов аналогично ТО-220.

Основные характеристики

Весь перечень параметров MOSFET-транзисторов не указывается даже в даташит, так как он может понадобится только профессиональным разработчикам. Но даже опытным разработчикам обычно достаточно знать некоторые основные величины, чтобы начать использовать устройство в своих электронных схемах. IRFZ44N характеризуется следующими основными параметрами (при темперном режиме до +25 градусов):

• Максимальное напряжение стока-истока (V _DSS) — 55 В;
• Максимальный ток стока (I _D) — 49 A;
• Сопротивление проводящего канала сток-исток (R _DSon) — 5 мОм;
• Рассеиваемая мощность (P _D) — 94 Вт

В некоторых технических описаниях название МОП (или mosfet) транзистора с изолированным затвором, может начинаться с сокращения МДП. МДМ это первые буквы слов металл, диэлектрик и полупроводник. При этом эти транзисторы подразделяют на устройства с индуцированным и встроенным каналом. У таких полупроводниковых приборов затвор отделен от кремниевой подложки тончайшим слоем диэлектрика (примерно 0,1 микрометра).

Максимальные значения

Обычно, предельные допустимые значения, указываются в самом начале даташит. В них производитель пишет информацию о предельных значениях эксплуатации радиокомпонентов, при которых возможна их работа. Испытания прибора проводятся при окружающей температуре до 25 градусов, если изготовитель не указал иного. Изучив только эти параметры, уже можно принимать решение об использовании в своих схемах. Например, о возможности применении в различных температурных режимах. Так, у рассматриваемого MOSFET при увеличении температуры окружающей среды ток до 100 °C может падать с 49 А до 35 А.

Тепловые параметры

Не является тайной то, что параметры работа силового МОП-транзистора сильно зависят от того, насколько качественно отводится от него тепло. Чтобы упростить расчеты связанные с отводом тепла, вводятся параметры теплового сопротивления. Их значения показывают возможности радиокомпонентов ограничивать распространения тепла. Чем больше тепловое сопротивление, тем быстрее увеличится температура полупроводникового прибора. Таким образом, чем больше разность между предельно допустимой температурой кристалла и внешней средой, тем дольше время его нагрева, при этом пропускаемый ток выше. У рассматриваемого экземпляра следующие тепловые сопротивления.

Электрические параметры

Понятно что, питание и пропускаемые токи между контактами не должны превышать максимальных значений, заявленных изготовителем. Вместе с этим существуют и другие факторы, которые могут вызвать резкое повышение температуры, способствующие разрушению полупроводника. Поэтому, производители советуют выбирать устройства с запасом 20-30% по возможным уровням подаваемого напряжения, а в даташит приводят  номинальные электрические характеристики. У  IRFZ44N электрические характеристики, при T_j= 25°C (если не указано иное) представлены ниже.

Маркировка

Префикс IRF напоминает о происхождение рассматриваемого экземляра на заводах известной американского компании International Rectifier (IR). В 2007 году IR продала технологию производства МОП-транзисторов компании Vishay Intertechnology, а уже в 2015 году другая компания (Infineon Technologies) поглотила IR. В настоящее время многие независимые производители продолжают выпускать свою продукцию с префиксом IRF, поэтому на рынке современных радиокомпонентов можно встретить и других производителей, выпускающих продукцию с такими же символами в обозначении. Например Vishay, которая больше не выпускает транзисторы irfz44n, однако у нее есть другие похожие устройства, например: IRFZ44, IRFZ44R, IRFZ44S, IRFZ44SL.

В некоторых техописаниях, в конце маркировки, указываются символы “PbF”, например IRFZ44NPbF. PbF (plumbum free) – это безсвинцовая технология изготовления MOSFET-транзисторов, набирающая популярность в разных странах, из за запрета на использование в электронике веществ опасных для здоровье и окружающей природной среды.

В даташит оригинального устройства указывается наличие фирменной HEXFET-технологии изготовления от International Rectifier Corporation, которая позволяет значительно снизить сопротивление электронных компонентов и соответственно уменьшить нагрев во время их работы. Так же отпадает необходимость применения охлаждающего радиатора. Технология стала популярной в 1978 году, но её до сих пор применяют при изгодовлении силовых MOSFET-транзисторов. Упрощенно HEXFET-структура International Rectifier, представлена на рисунке.

IRFZ44N фирмы IR изготовленный с  HEXFET-структурой, имеет самое низкое сопротивление между стоком и истоком 17.5 миллиом. Обозначение “Power MOSFET” в техописании указывает на принадлежность устройства к мощным полупроводниковым приборам.

Аналоги

Полных аналогов для irfz44n не существует, однако есть очень похожие по своим техническим характеристикам и описанию МОП-транзисторы. К ним относятся IRFZ44E, IRFZ45, IRFZ46N, IRFZ40, BUZ102, STP45NF06, IRLZ44Z, HUF75329P3, IRF3205. Отечественным аналогами является КП723 и КП812А1, хотя рабочая температура у них немного меньше (до 150°C).

Схема включения

Теперь поговорим о схеме включения Irfz44N, как писалось выше он является полевым транзистором-МОП с затвором отделенным от полупроводника тончайшим слоем SiO₂. Внутри кремниевой структуры присутствуют два перехода p–n. При отсутствии отпирающего напряжения проводящий ток отсутствует и транзистор находится в закрытом состоянии. Если подать на устройство положительное отпирающее V_GS, т.е. на затвор плюс, а на исток минус, то под влиянием электрического поля появится индуцированный канал n-проводимости. При подаче питания на нагрузку, по индуцированному каналу потечёт стоковый ток I_D.

Чем выше напряжение подается на затвор, тем больше электронов притягивается в область сток-исток и тем шире она становится для протекания тока. Однако, этот процесс может длится до переключения между областями графика линейной и отсечки. Затем, в области насыщения стоковый ток перестает расти. Область насыщения (рабочий режим) применяется в схемах усиления, а отсечки в ключевых. В даташит процесс перехода а рабочий режим, для разных значений V_GS, отображают на графиках типовых выходных характеристик (Typical оutput сharacteristics). Для mosfet области насыщения можно определить по линии проходящих почти горизонтально относительно оси напряжения стока-истока.

Варианты применения

Полевой транзистор irfz44n очень популярен у радиолюбителей в различенных электронных схемах усиления на одном транзисторе, сенсорных переключателях, контроллеров скорости вращения двигателей, проектах с ардуино и др. Его часто можно увидеть в высокочастотных импульсных блоках питания, генераторах, стабилизаторах, инверторах и схемах подключения мощной нагрузки. Предлагаем Вам посмотреть видео на тему создания интересных идей на основе этого замечательного полупроводникового прибора.

Производители

В интернете встречается полный перевод DataSheet irfz44n на русском языке, но лучше использовать описание на английском от производителя.  Ниже представлено тех описание следующих производителей радиоэлектронных компонентов:

 

shematok.ru

Мощный полевой транзистор IRFZ44N

Задумал я сделать умную разрядку для аккумуляторов типа АА с использованием платы Arduino. Поэтому у меня возникла необходимость разорвать цепь разряда при достижении определенного напряжения на аккумуляторе. После чтения книг и статей я определил, что для выполнения этой задачи существует два варианта решения задачи: первая — разорвать разрядную цепь с помощью реле с управлением от 5 вольт; вторая – с помощью мощного полевого транзистора типа MOSFET.

Схема обозначения:

Я выбрал полевой n-канальный транзистор с индуцированным каналом (MOSFET) IRFZ44N.
Документация на IRFZ44N — IRFZ44N_ru.PDF

Для его открытия (снижение напряжения между выводами «исток» «сток» сильно уменьшится) на вывод «затвор» нужно подать напряжение, которое называется «пороговым напряжением на затворе».
Для транзистора IRFZ44N «пороговое напряжение на затворе» нормируется от 2 вольт до 4 вольт.



Из документации (смотрите фото сверху) мы можем определить, какое сопротивление будет у транзистора между истоком и стоком при напряжении на затворе относительно истока 4,5 Вольта и напряжении, поданном на исток и сток (разрядная цепь). Из диаграммы мы видим, что при Uзс = 4,5 В, Uис = 1,5 В ток через транзистор Iис = 7 А. Теперь рассчитываем сопротивление между выводами «исток – сток», используя закон Ома: Rис = 1,5/7 = 0,214 Ом. Из документации мы знаем, что сопротивление полностью открытого транзистора Rds(on) = 0,0175 Ом. Я собираюсь разряжать аккумулятор током не более 0,5 Ампер. Определяем, какая мощность будет выделяться на транзисторе при токе 0,5 A: P = 0,5*0,5*0,214 = 0,0535 Вт. Думаю, что транзистор несильно нагреется.

Получил купленные на Aliexpress 10 транзисторов IRFZ44N, решил все проверить и cфотографировать. Проверял Lcr-t4 — метром.


Vt на фотографиях соответствует пороговому напряжению на затворе.

Стоимость: ~8

Подробнее на Aliexpress

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

usamodelkina.ru