Из-за своих технических характеристик irf540 применяется для решения большинства сложных задач в импортной технике. Это мощный, N-канальный, полевой транзистор третьего поколения от International Rectifier (IR). Выпускается, в настоящее время, компанией Vishay с названием SiHF540. В статье рассмотрен классический irf540, его технические характеристики и особенности. Так же приведены примеры его более современных версий, с улучшенными параметрами.
Распиновка
У irf540 следующая цоколевка, он имеет три гибких вывода, слева на право: затвор (G), сток (D) и исток (S). Радиатор физически соединен с выводом стока. Чаще всего представляет собой полупроводниковое устройство с изолированным затвором (IG-FET), в пластмассовом корпусе ТО-220AB. Между выводами стока и истока встроен паразитный диод. Распиновка представлена на рисунке.
Примерно до 1990 года, некоторые экземпляры от IR, выпускались в корпусе для поверхностного монтажа SMD-220. IRF540FI от компании STM был исполнен в нестандартном корпусе ISOWATT220 или ТО-220FI. В настоящее время появились улучшенные модификации этого транзистора, в более современном корпусном исполнении. Так Vishay, производит их в корпусе ТО-262, например IRF540ZL и D2PAK (он же TO-263 или SOT404), с маркировкой: IRF540S (SiHF540S), IRF540NS (SiHF540NS), IRF540ZS.
Характеристики
Если углубляться в технические тонкости, то все оригинальные «irf» сделаны по запатентованной IR технологии HEXFET, которая имеет более сложную структуру. Неоригинальные устройства, от других компаний, имеют свои технологии изготовления, но общий принцип един для всех. Ниже представлены основные характеристики itf540, к ним относятся:
- Максимальное напряжение стока-истока (V DS) — 100 В;
- Максимальный постоянный ток стока (I D) – 28 А; импульсный — 110 А;
- Сопротивление проводящего канала сток-исток (R DSon) — 77 мОм;
- Максимальный суммарный заряд затвора (QG(Max) ) — 72 нКл;
- Рассеиваемая мощность (PD) — 150 Вт;
- Диапазон рабочих температур (TJ) от — 55 до +175 °C.
Максимальные
Транзистор выдерживает достаточно большой ток в нагрузке, до 28 А. В последнее время на рынке представлены более современные модификации, такие как irf540n, irf540z. Они имеют улучшенные параметры. Так, у некоторых представителей этого семейства ID достигает 36 А, а сопротивление открытого канала снижено до 26.5 мОм. Это связано с совершенствованием технического процесса производства. Рассмотрим предельно допустимые или так называемые максимальные для данного устройства.
Электрические
Электрические характеристики представлены, при температуре окружающей среды +25 °C. Максимальное пороговое напряжение на затворе, при этом у всех производителей не более 4 В. Однако практика показывает, что для полного открытия перехода, необходимо подавать больше 5 В. А для использования с контроллером, лучше использовать рекомендуемый производителем IRF540NL.
Тепловые сопротивления
Температуры окружающей среды +25 °C, при работе транзистора, невозможно добиться в обычных условиях его использования. Поэтому все, без исключения, производители в своих DataSheet предоставляют значения тепловых сопротивлений. Они могут понадобиться для расчета элементов охлаждения в схеме.
Кроме вышеперечисленных параметров, для принятия решения об использовании, необходимо учитывать ёмкостные характеристики, время переключения устройства и др.
Комплементарная пара
Комплементарной парой является MOSFET irf9540. Это полевик от IR, с фирменной HEXFET-структурой, в пластмассовом корпусе ТО-220AB. Соответственно, он имеет проводимость P-типа.
Аналоги
Полными зарубежными аналогами irf540 являются: BUZ21, D84EL2 (Siemens), STP22NE10L, STP24NF10 (STM). Ближайшим по параметрам будет 2SK2314 (Toshiba). В качестве российской замены можно порекомендовать: КП540, КП746А, КП746Б.
Принцип работы
IRF540 может быть включен или выключен при подаче требуемого порогового напряжения затвора (VGS). Переход сток-исток закрыт, когда на него напряжение не подается. При подаче напряжения, переход открывается. В нашем случае, при появлении на затворе напряжения в 5 В, переход откроется и будет пропускать ток. Схематично работа полевика представлена на рисунке.
Если переход открыт и надо его закрыть, то на затвор надо подать 0 В. До этого момента полевик останется открытым. Чтобы избежать этой проблемы, обычно используют понижающий резистор (R1). На рисунке от представлен сопротивлением в 10 кОм. В таких приложениях, как управление скоростью двигателя или регулировка яркости света, используют сигнал ШИМ для быстрого переключения. При этом емкость затвора MOSFET создает обратный ток из-за паразитного эффекта. Чтобы решить эту проблему, применяют ограничивающий конденсатор. На рисунке он представлен емкостью C1 — 470 пФ. Посмотрите видео на похожую тему с использованием вместо контроллера потенциометра.
Производители и DataSheet
Основным производителем irf540 является компания Vishay. Именно её продукцию сейчас можно встретить на российских прилавках магазинов радиотоваров. В том числе и под торговой маркой International Rectifier. В тоже время, может встречаться продукция таких известных брэндов: Infineon, STM, Fairchild, Philips, Motorola. Или неизвестных: Bay Lianer, Harris.
