Таблица сравнения полевых транзисторов

Подписаться на 3Dtoday
Alex-S
Идет загрузка
Загрузка
14.01.19
2516
48
печатает на Prusa i3 Steel
Техничка
13
Статья относится к принтерам:
Prusa i3 Steel - DIY
Не смотря на планы купить отдельную повышающую плату для питания стола, решил все же заменить транзистор нагрева стола на Ramps. Вообще, поводом к этому стала переломленная нога предохранителя. Раз уж все равно разбирать бутерброд и паять, то почему бы не перепаять еще и транзистор? Но о самой работе и результатах расскажу позже.

Прежде чем что-то менять, надо сначала это что-то выбрать. Про замену транзистора написано много постов и не только тут, но вот беда - никто так и не соизволил (а если и сделал, то я этого не нашел) расписать более подробную инфу про транзисторы и их ключевые характеристики. Все сводится к "вот этот точно работает, ставь его" и к мерилкам "экспертностью" в комментах без раскрытия темы.

В этом посте хочу поделиться со всеми, кто в теме не шарит, но интересуется, нарытой мной информацией и материалами. Что-то найдено тут, что-то на других ресурсах, а что-то узнал от специалистов в местных магазинах радиотоваров.

Начнем с характеристик полевых транзисторов. Их так много, что с ходу в тему не влететь, черт ногу сломит, некоторые из них еще и меняются в температурных диапазонах, а что-то приведено в даташитах в виде графиков. Для нас же, важны следующие:

Максимальный ток Стока, ld (А) - это максимальный продолжительный ток, с которым может работать транзистор. Чем больше, тем лучше.
Напряжение Сток-Исток, Vdss (В) - максимальное напряжение, которое может проходить через транзистор. Этот момент зависит от того, каким напряжением питаете стол через Ramps. Если 24В, то транзистор на 25, чтобы с запасом. Этого хватит, сильно много не надо.
Пороговое напряжение открытия транзистора, Vgs(th) min/max (В) - напряжение, при котором транзистор начинает работать и пропускать ток. Чем меньше значение, тем лучше. В данной характеристике важным моментом является обозначение "(th)", ибо есть похожая характеристика.
Максимальное напряжение Затвор-Исток, Vgs (В) - напряжение полного раскрытия транзистора.
Сопротивление Сток-Исток Rds(Ом) - сопротивление при открытом канале. Чем оно меньше, тем лучше.

Теперь посмотрим как это все связано друг с другом и как работает. Ардуино подает на дроссель Vgs(th) и тем самым открывает "дверь" транзистора. От степени открытия этой двери зависит текущий ток ld, который она может пропустить. Максимальный ток ld будет достигнут, когда значение напряжения на дросселе достигнет Vgs. Иллюстрируется это следующим графиком:
5ec95b5165d0388ce07b6bff2bea00b5.jpg
Тут можно видеть, что, чем выше напряжение Vgs, тем больше ток ld. Но реальность такова, что без дополнительных доработок у нас Vgs будет на уровне максимум 5В и ток будет соответствующий. Поэтому, чем больше максимальный ток транзистора, тем больше его мы можем получить себе в перспективе с наших 5В. Чем меньше Vgs(th), тем раньше мы начнем ток получать. А чем меньше Vgs, тем ближе мы будем к максимальному току транзистора с нашим напряжением в 5В. Сопротивление Rds так же должно быть минимальным, чем оно меньше, тем меньше наши потери тока на пути к столу и меньше нагрев транзистора.

Кроме сопротивления Rds есть еще одна связь с температурой транзистора. Греется он в работе. Чем больше открыт дроссель, чем больший ток он пропускает и чем дольше работает, тем сильнее разогревается сам. Соответственно, больший ток ld при меньшем напряжении на затворе Vgs позволяет, меньше, реже и на меньшее время открываться транзистору, быстрее нагревая стол и меньше нагреваясь самому. Утепление самого стола позволяет транзистору меньше напрягаться с его подогревом.

Мной были просмотрены местные темы про замену транзистора на рампсе и темы на других сайтах, в результате свел все в одну гуглотаблицу с расписанием указанных выше характеристик.
1d9c4cb2b4499a5e99e208911401c768.jpg
Электронный вариант таблицы с возможностью оставлять комментарии тут:
https://docs.google.com/spreadsheets/d/1vytRAPAFucIo5Fq3LOEikMxhKLOYDs3fuzYW6Lwr1MY/edit?usp=sharing
Если будут еще варианты, пишите мне, дополню таблицу, так же пишите, на какие еще характеристики стоит обратить внимание при подборе транзистора для наших целей.

Подобрать транзистор по некоторым параметрам можно тут:
http://paratran.com/1ExtendedSearchFET.php
Тут можно почитать про их характеристики:
http://electricalschool.info/electronica/1696-parametry-polevykh-tranzistorov-chto.html
А тут найти даташит по названию:

http://www.radioradar.net/datasheet_search//index.html
Подписаться на 3Dtoday
13
Комментарии к статье

Комментарии

14.01.19 в 10:33
3
Вроде все по делу и полезно. Но почему дроссель?
14.01.19 в 10:38
3
Все писал с точки зрения человека, не являющегося радиоэлектронщиком. Соответственно, обозвал как нашел и как самому оказалось понятнее. Видел обозначение "затвор", вроде как умный вариант и видел "дроссель", но мне он показался понятнее из-за близости с автотематикой))
14.01.19 в 10:41
6
Я примерно так и подумал, просто в радиотехнике слово "дроссель" таки чаще применяется для обозначения индуктивности. Для мосфета "затвор" сообразнее.
14.01.19 в 10:51
2
Однажды мы проделывали подобную работу с одним военным заводом, когда проектировали свою плату (из за недостатков финансов проект закрыли), пришли к выводу IRLL014N удачнее всего будут стоять
14.01.19 в 10:55
0
Точно так называется? Поискал и своим непрофессиональным взглядом не могу понять почему он? У него всего 2А ток и сопротивление даже больше штатного на рампсе.
14.01.19 в 10:58
0
Может ошибся, нужно найти схему в хламе своём, их тут стоит 3 разновидности в ПЭЗ
14.01.19 в 10:59
2
Или на сильно другую нагрузку, или вы с маркировкой ошиблись. На 10 амперах стола он скажет "пшик".
14.01.19 в 11:04
0
Такие варианты транзисторов стоят в списке: Полевой транзистор STP60NF06L, Транзистор FDN340P, Полевой транзисторIRLL014N. Видимо для прогрева стола просто другой.
14.01.19 в 11:11
1
bbda72912f54f1145f3c7dbade70ffff.jpg
Да я ошибся, VT1-VT3 STP60NF06L
14.01.19 в 12:42
1
Добавил его в таблицу)
14.01.19 в 11:25
2
Дроссель замените всетаки на затвор. Глаза лопаются.
14.01.19 в 12:36
0
Уже никак, после одобрения модератором не редактируется
14.01.19 в 10:43
3
Считаем, что не все тут радиотехники))
14.01.19 в 16:29
2
Считаем, что не все тут радиотехники
Некоторые даже вот системотехники, но им просто пофиг на такие мелочи, как "дроссельные затворы" ... ;-)
14.01.19 в 10:48
5
Вот еще на чем я бы акцент сделал. Вообще, на RAMPS должен стоять 55NF06L. Но китайцы такие китайцы, подзабивают на эту буковку...

f31656f1ddca1fe241adf889bb70933e.PNG
e0500e74bbf5cc6831b40ed84114d2e5.PNG
14.01.19 в 10:51
2
Мне кажется, у меня стоит именно L, хотя, приеду домой и проверю еще раз.
14.01.19 в 11:00
1
Бывает и так и так. На моем эталонном плохом рампсе из китайской палаты мер и весов:

68a78491fa80419b4a743823340fd448.JPG
14.01.19 в 12:43
1
У меня все три L, проверил))
14.01.19 в 16:32
1
Но китайцы такие китайцы, подзабивают на эту буковку...
Скажем так, что буковка-то латинская, а не китайская.

Кстати, пока ещё не интересовался, но спрошу у китаистов,
как китайский глаз читает гэобразную загогулину латинской буковки "L".

Стало внезапно интересно...
14.01.19 в 11:42
0
Повышающая плата?
14.01.19 в 11:46
0
Где?
14.01.19 в 12:47
0
14.01.19 в 12:59
0
Это понятно, автор опять не точно приводит текст наряду с дросселем)))
Кстати, неплохой модуль.
14.01.19 в 12:20
0
Не смотря на планы купить отдельную повышающую плату для питания стола,
14.01.19 в 13:55
1
Это все хорошо.
Но никак не упомянут еще один график, который я сейчас в даташите первым делом смотрю.
Safe Operating Area.
14.01.19 в 15:53
1
Что он означает?
14.01.19 в 16:14
2
При каких условиях из мосфета выйдет белый или серый дым.
14.01.19 в 16:34
2
При каких условиях из мосфета выйдет белый или серый дым.
Цвет волшебного дыма - строго опционален, и зависит от честности производителя и упорства пайщика.

Я бы на самом деле лишний раз порадовался, что в округе нет ничего похожего на электролит или тантал...

... вот они - действительно могут бабахнуть мало не покажется...
14.01.19 в 14:57
0
Не увидел в списке WSK220N04. В Ramps 1.6 имеется такой.
14.01.19 в 15:55
1
Посмотрел, он в другом корпусе, стандартный на 1.4 на него не заменить.
14.01.19 в 16:35
2
Да уж, "дроссель" вообще очень точно(. В любой литературе используется слово "затвор". Непонятно, почему не использовали? Вы же правильно написали по поводу остальных "ножек" - Сток-Исток.
По поводу напряжения. Говорить, что оно "проходит" через что-то будет всеж неверно.
Использовать транзистор с напряжением С-И 25 В в схеме с питанием на 24 В я бы не рискнул.
Спасибо за таблицу.
15.01.19 в 02:42
0
Так напишите аналогичный пост с правильными радиотехническими терминами. Как уже писал, сам этим не увлекаюсь и пост написал для прочих таких же не разбирающихся в радиотехнике, но желающими сделать соответствующие доработки.
14.01.19 в 16:41
2
IRLB3034 и IRLB3813 тоже хороши для стола/хотэнда.
14.01.19 в 17:03
0
IRLB3034 - для стола лучший из перечисленных.

(15В на стол сопротивлением 1,7Ом ток 8.8А при этих параметрах родной ключ отпаялся и отвалился), а этот холодный (0.13Вт) ).
15.01.19 в 02:56
0
IRLB3034PBF - этот по параметрам, пожалуй, лучший. Судя по графику в даташит, он дает максимальный ток уже на 5В.
Оба добавил в таблицу.
14.01.19 в 18:53
0
Я сразу от транзисторов избавился. Собрал платку с нормальным драйвером и двумя транзисторами - один для стола, второй для хотэнда. При этом отсутствует проблема с напряжением на затворе - на него подаётся напряжение питания (12 вольт в моём случае) и драйвер обеспечивает форсированный заряд/разряд ёмкости затвора силовых транзисторов. Чуть позже схемку могу выложить. Или отдельным постом оформить?
14.01.19 в 20:46
0
Отдельным постом. Его можно тогда в избранное сохранить.
Я сделал тупо - напрямую с пина на затвор управление идет. На 2 мосфета, включенных параллельно.
15.01.19 в 02:25
0
Я бы впаял IRLB3034, про запас так сказать :)
https://www.infineon.com/dgdl/irlb3034pbf.pdf?fileId=5546d462533600a40153566027b22585
15.01.19 в 02:57
0
Добавил в таблицу) А в чем разница между Silicon limited и Package limited, как опознать что есть что?
15.01.19 в 11:28
0
Извините, но не совсем понимаю о чем идёт речь. Откуда вы это взяли?
15.01.19 в 13:52
0
8dd21932dc79d67ef1a968ab1e6a9e56.jpg
15.01.19 в 12:57
0
Видимо, имеется в виду ограничение по прочности, package - корпус, silicone - кремний(кристалл)
15.01.19 в 13:53
0
В таком случае кажется странным, что кристалл почти в двое прочнее корпуса, типа транзистор рассыпался, но им все еще можно пользоваться))
15.01.19 в 13:56
0
Ничего странного, свойства кремния всегда одни и те же (плюс-минус). А вот корпуса изготавливаются исходя из потребностей и цены. Уверен, есть корпуса и попрочнее, но и цена будет соответствующая =) Ну это так, размышлизмы, как оно на самом деле - надо у спецов спрашивать =)
15.01.19 в 14:11
0
Все, понял :)

Id (Silicon Limited) -- ток, который может выдерживать кристалл
Id (Package Limited) -- ток, ограниченный возможностями корпуса транзистора (он обычно меньше)

Еще есть такой параметр как Pulsed Drain Current ток для импульсного режима, который обычно значительно больше (в несколько раз), чем максимально возможный постоянный ток, который может пропустить транзистор через сток-исток.

При выборе обычно берут транзистор, который может пропускать ток постоянно в 1.2-2 раза больше, чем расчетный (который требуется пропускать). В у данного транзистора, судя по его даташиту, очень большой запас по пропускаемому току, и при этом он стоит на том же али $3.8 за 10 штук.
15.01.19 в 22:35
0
Не то, не так, не про то. )))
Да, надо транзистор до конца открывать это верно, это первое, а второе - забыли очень важный параметр Gate Charge, т.к. управляется от маломощного контроллера, то перегреву способствует не сколько ток, сколько переходное состояние - долгое открытие и закрытие.
Уже говорил, что нужно или ставить спец драйвер для управления или лучше и проще TLP250.
Если так сделать, то и температура стабильный будет (даже без калибровки к-тов) и греться ничего не будет.
16.01.19 в 06:53
1
Да, для управления полевым транзистором нужен драйвер. Но создатели рампс на это дело болт забили а китайцы это дело подхватили.
Кстати незнаком с схемой рурампс, там тоже нету драйверов на полевиках?
16.01.19 в 13:10
0
Ну вы даете. Вдаваться в теорию полупроводниковых приборов. Там много чего интересного и познавательного есть. Лучший ответ для не специалиста, используй то, что проверенно опытом других людей. Для тех, кто разбирается в графиках, естественным выходом является увеличение напряжения питания. Тем самым, мы смещаемся в область линейных характеристик транзистора. То есть, характеристики транзистора в меньшей степени вносят изменение в характеристики сигнала. В конкретной ситуации, транзистор выполняет роль запирающего ключа, не более.
Чем реже идет открытие и закрытие затвора, тем меньше трудится транзистор на своем нелинейном участке АЧХ. Облегчить ему работу можно несколькими способами. Первый, я уже назвал - увести его в область более высоких напряжений. Второй - увеличить аккумулирующие тепло свойства нагревательного кубика сопла или стола. Для примера, можно взять жуткую комбинацию, трубку термобарьера из титанового сплава, кубик из меди, сопло из стали. Столики, и так, многие утепляют снизу.

Можно еще много умных букв написать по работе транзисторов. Лучше, почитать теорию, если так хочется.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Copper3D предлагает филаменты с антибактериальными и противогрибковыми свойствами

Фрезерный комплект для 3d принтера. Полезная опция или детская игрушка?

Новинка от 3DQuality!

В Шанхае открылся 26-метровый 3D-печатный мост

Безмоторная беговая дорожка. 3Д печать, как высокотехнологичный инструмент в промышленности.

Изготовление игрушки «Новогодние бобслеисты»