Irf3205: аналоги отечественные, характеристики транзистора, микросхема, даташит, аналог

Характеристики IRF3205

Постоянный максимальный ток на коллектора при 10В и 25C — 110А
Постоянный максимальный ток на коллекторе при 10В и 100C — 80А
Максимальный ток при импульсном режиме — 390А
Максимальное напряжение на канале сток-исток — 55В
Напряжение для открытия — 2-4В
Максимальное напряжение на затворе — ±20В
Сопротивление канала сток-исток — 8 мОм
Емкость затвора — ±3200 пФ
Время открытия — ±14 нс
Время закрытия — ±50 нс
Максимальная мощность рассеивания — 200 Вт
Диапазон рабочих температур — -55-175C
Температура пайки (до 10 секунд) — 300C

Отдельное замечание по поводу максимального тока на коллекторе. Официально указанные 110 Ампер — это действительно максимальная сила тока для кристалла, но к нему он идет по тонкой проволочке от контакта истока. Она может выдержать максимум 75А. Это ограничение носит название “Максимальный ток корпуса”.

Если Вам необходимы полные характеристики и графики зависимости, то найти Вы их сможете в официальном datasheet.

Основные параметры

Для определения возможности использования транзистора irf 3205 в своем проекте необходимо изучить его технические характеристики. Они указываются в техническом описании (даташит) от производителя. Основные параметры изготовители представляют в двух таблицах, с наименование: абсолютные максимальные рейтинги и электрические характеристики.

Абсолютные максимальные рейтинги

Абсолютные максимальные рейтинги определяют предельные значения напряжений, тока, рассеиваемой мощности и рабочей температуры, которые способен выдержать полупроводниковый прибор в различных условиях эксплуатации. Надо знать, что эти величины устройство способно выдержать, но это не значит, что возможна его эксплуатация при таких значениях. Использование устройства на максимальных параметрах однозначно приведет к выходу его из строя. У irf3205 следующие максимальные параметры:

Необходимо внимательней отнестись к этим значениям. Иногда производители хитрят и указывают не применимые на практике величины. Так, максимальный заявленный ток стока (I_D) у irf3205, указанный в первой строке таблицы, равен 110 A. Однако можно сказать, что это значение не более чем рекламный ход изготовителя, способствующий возможным продажам. Кристалл рассматриваемого прибора действительно может выдержать такой I_D, но не корпус ТО-220 в который он заключен, ограниченный током 75 А. Об этих ограничениях в применении производитель указывает только в конце таблицы.

Электрические характеристики

В таблица электрических характеристик все параметры проверены производителем с учетом условий измерений, указных в столбце с соответствующим названием. Они проверяются при температуре окружающей среды менее 25 градусов. У данного устройства они следующие при T_J = 25 °C:

Тепловые параметры

Рассмотрим тепловые параметры irf3205. Они представлены в виде тепловых сопротивлений корпус-кристалл (R_θJC=0.75°C /Вт)и кристалл-окружающая среда (R_θJA=62°C /Вт)_.Для большинства современных полевых МОП-транзисторов R_θJAопределяется в первую очередь размещением элементов на печатной плате, а не самим полевым МОП-транзистором. Поэтому R_θJAимеет меньшее значение для оценки тепловых характеристик, чем R_θJC.

Маркировка

Первые символы маркировки указывают на изготовителя — International Rectifier (IR). Однако, так как транзистор выпускается очень давно (примерно с 2000 г.), выпуск его копии наладили и другие компании. Обновленные, безсвинцовые версии, размещенные в другом корпусе, содержат в конце маркировки символ “Z”: irf3205z (TO-220AB), irf3205zs (D2Pak), irf3205zl (TO262). Встречающиеся иногда символы «PbF» в конце , так же указывают на наличие безсвинцовой технологии изготовления.

Замена и аналоги

Аналог irf3205 можно подобрать из: BUK7508-55 (Philips), BUZ111S (Infineon), HRF3205 (Fairchild), HUF75343P3 (Fairchild, Intersil), 2SK2985 (Toshiba), MTP75N05 (ON Semiconductor), 2SK2985 (Toshiba), STP80NE06 (STMicroelectronics), SUB75N06, IRFD120 (Vishay). Полным отечественным аналогом является КП783A.

IRF3205 MOSFET — описание производителя. Даташиты. Основные параметры и характеристики

Наименование прибора: IRF3205
Тип транзистора: MOSFET
Полярность: N
Максимальная рассеиваемая мощность (Pd): 150 W
Предельно допустимое напряжение сток-исток (Uds): 55 V
Предельно допустимое напряжение затвор-исток (Ugs): 10 V
Максимально допустимый постоянный ток стока (Id): 98 A
Максимальная температура канала (Tj): 150 °C
Общий заряд затвора (Qg): 146 nC
Сопротивление сток-исток открытого транзистора (Rds): 0.008 Ohm
Тип корпуса: TO220AB

IRF3205 – это N-канальный мощный полевой транзистор предназначен для работы в ключевом режиме. IRF3205 используется в регуляторах мощности, переключателях, преобразователях, в которых необходима повышенная скорость переключения.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Халва для своих! +1800.00₽ для новичка на Aliexpress

Камрад, регистрируйся на Али по этой нашей ссылке. Ты получишь купон на 1800.00₽ на первый заказ. Не тяни, время действия купона ограничено.

Полезные и проверенные железяки — можно брать!

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

Цифровой осциллограф DSO138. Кит для сборки

Функциональный генератор. Кит для сборки

Настраиваемый держатель для удобной пайки печатных плат

Владимир (Spirit)
Старый Оскол
Список всех статей

Профиль Spirit

Электронщик-практик, в основном занимаюсь микроконтроллерами. Есть неплохой опыт и в аналоговой технике (все мы начинали с УМЗЧ =)).Одержим идеей автоматизации жилища а-ля «Умный дом» =)

Примеры симисторов

Примеры симисторов приведены в таблице ниже. Здесь \(I_H\) — ток удержания,
\(\max\ I_{T(RMS)}\) — максимальный ток, \(\max\ V_{DRM}\) — максимальное напряжение,
\(I_{GT}\) — отпирающий ток.

Модель	\(I_H\)	\(\max\ I_{T(RMS)}\)	\(\max\ V_{DRM}\)	\(I_{GT}\)
BT134-600D	10 мА	4 А	600 В	5 мА
MAC97A8	10 мА	0,6 А	600 В	5 мА
Z0607	5 мА	0,8 А	600 В	5 мА
BTA06-600C	25 мА	6 А	600 В	50 мА

Реле

С точки зрения микроконтроллера, реле само является мощной нагрузкой,
причём индуктивной. Поэтому для включения или выключения реле нужно
использовать, например, транзисторный ключ. Схема подключения и также
улучшение этой схемы было рассмотрено ранее.

Реле подкупают своей простотой и эффективностью. Например, реле
HLS8-22F-5VDC — управляется напряжением 5 В и способно коммутировать
нагрузку, потребляющую ток до 15 А.

Главное преимущество реле — простота использования — омрачается
несколькими недостатками:

это механический прибор и контакты могу загрязниться или даже привариться друг к другу,
меньшая скорость переключения,
сравнительно большие токи для переключения,
контакты щёлкают.

Часть этих недостатков устранена в так называемых твердотельных
реле. Это,
фактически, полупроводниковые приборы с гальванической развязкой,
содержащие внутри полноценную схему мощного ключа.

Заключение

Таким образом, в арсенале у нас достаточно способов управления
нагрузкой, чтобы решить практически любую задачу, которая может
возникнуть перед радиолюбителем.

Полезные источники

Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. Том 1. — М.: Мир, 1993.
Управление мощной нагрузкой переменного тока
Управление мощной нагрузкой постоянного тока. Часть 1
Управление мощной нагрузкой постоянного тока. Часть 2
Управление мощной нагрузкой постоянного тока. Часть 3
Щелкаем реле правильно: коммутация мощных нагрузок
Управление мощной нагрузкой переменного тока
Управление MOSFET-ами #1
Современные высоковольтные драйверы MOSFET- и IGBT-транзисторов
Ключ на плечо! – особенности применения высоковольтных драйверов производства IR

Применение IRF3205

Максимальное напряжение стока-истока в 55 В дает возможность использовать этот транзистор в схемах преобразователей напряжения, импульсных источников питания, блоков питания, источниках бесперебойного питания и прочем. Также зачастую при создании высокочастотных инверторов.

Так как IRF3205 имеет малую паразитную емкость, а, соответственно, и время открытия/закрытия, в совокупности с очень маленьким сопротивлением, то он является универсальным вариантом для многих проектов, связанных с коммутацией небольшого напряжения.

Если же Вам не хватает токовых характеристик этого транзистора, Вы можете подключить несколько штук параллельно, что дает хорошую возможность использовать его для управления большой нагрузкой.

Подключение IRF3205

Подключение данного транзистора ничем не отличается от способа подключения остальных n-канальных МОП-транзисторов в корпусе ТО-220. Ниже Вы можете увидеть цоколевку выводов MOSFET’а:

Управление осуществляется затвором (gate). В теории, полевику все равно где у него сток, а где исток. Однако в жизни проблема заключается в том, что ради улучшения характеристик транзистора контакты стока и стока производители делают разными. А на мощных моделях из-за технического процесса образуется паразитный обратный диод.

Подключение к микроконтроллеру

Так как для открытия транзистора на затвор необходимо подать около 20В, то подключить его напрямую к МК, который выйдет максимум 5, не получится. Есть несколько способов решения этой задачи:

Регулировать напряжение на затворе менее мощным транзистором, благодаря которому можно управлять напряжением в 5В. В таком случае схема будет простая и все, что придется добавить — это два резистора (подтягивающий на 10 кОм и ограничивающий ток на 100 Ом)
Использовать специализированный драйвер. Такая микросхема будет формировать необходимый сигнал управления и выравнивать уровень между контроллером и транзистором. Ниже приведена одна из возможных схем для такого способа.
Воспользоваться другим транзистором, у которого вольтаж открытия будет ниже. Вот список наиболее мощных и распространенных транзисторов, которые можно использовать с микроконтроллерами такими, как arduino, например:
- IRF3704ZPBF
- IRLB8743PBF
- IRL2203NPBF
- IRLB8748PBF
- IRL8113PBF

Схема ускоренного включения

Как уже было сказано, если напряжение на затворе относительно истока
превышает пороговое напряжение, то транзистор открывается и
сопротивление сток — исток мало. Однако, напряжение при включении не
может резко скакнуть до порогового. А при меньших значениях транзистор
работает как сопротивление, рассеивая тепло. Если нагрузку приходится
включать часто (например, в ШИМ-контроллере), то желательно как можно
быстрее переводить транзистор из закрытого состояния в открытое и
обратно.

Относительная медленность переключения транзистора связана опять же с
паразитной ёмкостью затвора. Чтобы паразитный конденсатор зарядился
как можно быстрее, нужно направить в него как можно больший ток. А так
как у микроконтроллера есть ограничение на максимальный ток выходов,
то направить этот ток можно с помощью вспомогательного биполярного
транзистора.

Кроме заряда, паразитный конденсатор нужно ещё и разряжать. Поэтому
оптимальной представляется двухтактная схема на комплементарных
биполярных транзисторах (можно взять, например, КТ3102 и КТ3107).

Ещё раз обратите внимание на расположение нагрузки для n-канального
транзистора — она расположена «сверху». Если расположить её между
транзистором и землёй, из-за падения напряжения на нагрузке напряжение
затвор — исток может оказаться меньше порогового, транзистор откроется
не полностью и может перегреться и выйти из строя

Принцип работы

Назначение выводов сток и исток у мосфетов аналогичны контактам коллектора и эмиттера биполярного транзистора. Эти выводы делаются из материала n-типа, а корпус устройства и подложка из материала p-типа. Добавление диоксида кремния SiO₂ на подложку образует тонкий слой диэлектрика, который отделяет клемму затвора от всего корпуса.

Получается однополярное устройство, в котором проводимость осуществляется движением электронов. Область между стоком и истоком образуют свободную от носителей заряда зону. Ее насыщение электронами управляется путем подачи положительного напряжения на клемму затвора.

Оно изменяет распределение заряда в полупроводнике, поэтому дырки под слоем диэлектрика, под действием электрического поля двигаются вниз, а свободные электроны притягиваются к области вверх, образуя таким образом n-переход. По этому переходу в последующем и течет электрический ток, сила которого зависит от величины приложенного на затвор напряжения. Возможная схема включения irf3205 показан на рисунке ниже.

Так же, в зависимости от величины управляющего сигнала МОП-транзистор закрываться (низкая проводимость) или в открываться (высокая проводимость).

Принцип работы

Пример расчёта простой схемы

Пусть, например, требуется включать и выключать светодиод с помощью
микроконтроллера. Тогда схема управления будет выглядеть следующим
образом.

Пусть напряжение питания равно 5 В.

Характеристики (рабочий ток и падение напряжения) типичных светодиодов
диаметром 5 мм можно приблизительно оценить по таблице.

Цвет	\(I_{LED}\)	\(V_{LED}\)
Красный	20 мА	1,9 В
Зеленый	20 мА	2,3 В
Желтый	20 мА	2,1 В
Синий (яркий)	75 мА	3,6 В
Белый (яркий)	75 мА	3,6 В

Пусть используется белый светодиод. В качестве транзисторного ключа
используем КТ315Г — он подходит по максимальному току (100 мА) и
напряжению (35 В). Будем считать, что его коэффициент передачи тока
равен \(\beta = 50\) (наименьшее значение).

Итак, если падение напряжения на диоде равно \(V_{LED} = 3{,}6\,\textrm{В}\), а
напряжение насыщения транзистора \(V_{CE} = 0{,}4\,\textrm{В}\) то напряжение на
резисторе R2 будет равно \(V_{R2} = 5{,}0 — 3{,}6 — 0{,}4 = 1\,\textrm{В}\). Для
рабочего тока светодиода \(I_{LED} = 0{,}075\,\textrm{А}\) получаем

Значение сопротивление было округлено, чтобы попасть в ряд
E12.

Для тока \(I_{LED} = 0{,}075\,\textrm{А}\) управляющий ток должен быть в \(\beta =
50\) раз меньше:

Падение напряжения на переходе эмиттер — база примем равным \(V_{EB} =
0{,}7\,\textrm{В}\).

Отсюда

Сопротивление округлялось в меньшую сторону, чтобы обеспечить запас по
току.

Таким образом, мы нашли значения сопротивлений R1 и R2.

Безопасная эксплуатация IRF3205

У всех МОСФЕТ транзисторов одинаковые причины для поломки.

Первое, о чем стоит помнить, так это о характеристиках конкретного экземпляра. Не вздумайте использовать его на недопустимых пределах. А при использовании на больших мощностях всегда нужно иметь под рукой дополнительное охлаждения в виде радиатора и, при необходимости, кулера.

Вторая по распространенности проблема — короткое замыкание между стоком и истоком. При такой ситуации кристалл внутри транзистора может легко расплавиться, что приведет устройство в негодность.

Последнее, о чем стоит помнить, это напряжение на затворе. В случае с этим МОП-транзистором, слой диэлектрика способен разрушиться при превышении 25 Вольт на затворе.

Чтобы выбрать подходящий для любого проекта транзистор, нужно опираться на его запас по мощности. Желательно, чтобы этот запас составлял около 30%: этого должно хватить и на нестабильность питания, и на возможную неисправность других компонентов.

Производители

Далее можете скачать DataSheet транзистора IRF3205 от нескольких производителей. В России наиболее распространены: International Rectifier; Infineon Technologies. Однако, встречаются и других марок: First Silicon, Nell, Kersemi Electronic и др.

Технические параметры транзистора IRF3205

Габаритные и установочные размеры полевого транзистора IRF3205 для монтажа на печатных платах

Ближайшие аналоги транзистора IRF3205: BUZ111S; HRF3205; HRF3205L; HUF75344P3; HUF75344S3S; STB80NF55L-08-1: STP80NF55-06; КП783А

Максимальное напряжение сток-исток 55 В, позволяет IRF3205 работать в преобразователях напряжения питающихся от всех типов автомобильных аккумуляторов 12, 24 и 36 В, во многих источниках бесперебойного питания и т.п.

Схема предназначена для регулировки и поддержания стабильной частоты вращения низковольтного двигателя мощностью от единиц ватт до 1000 ватт при напряжении питания не более 20 Вольт.

От стандартной автомобильной батареи такая схема может питать устройство мощностью 100 ватт в течение 5-6 часов. В роли задающего генератора применяется специализированная микросхема КР1211ЕУ1. Она содержит тактовый генератор, частота следования которого задается постоянной времени цепи, подсоеденяемой к седьмому выводу микросборки. Выходные импульсы с генератора открывают по очереди полевые транзисторы VT4, VT5, которые генерируют в первичной обмотке трансформатора T1 переменный ток, на вторичной обмотки формируется выходное переменное напряжение близкое по форме к сетевому.

Маркировка

Основные символы в названии транзистора IRF3205:

IR – аббревиатура производителя International Rectifier;
F – значит, что перед нами полевой транзистор.

Данная модель транзистора выпускается с начала 2000х годов. А в 2011 году появилась новая версия, в названии которой в конце начали добавлять символ «z». Стоит отметить, что новая версия может встречаться в трех разных корпусах.

Маркировка	Внешний вид	Тип корпуса и предназначение
IRF3205Z		TO-220AB Классичекий корпус. Навесной монтаж или крепление к плате с помощью отверстия.
IRF3205ZS		D2Pak Для поверхностного монтажа на плату.
IRF3205ZL		TO-262 Для монтажа и пайки к охладителю.

Кроме этого, часто, в конце названия добавляют символы PbF («plumbum free»), что означает «без свинца».

Предельные эксплуатационные характеристики

Данные в таблице приведены для работы при температуре 25°C.

Характеристика	Обозначение	Величина
Постоянный ток на стоке	I_D	110 А
Импульсный ток на стоке	I_DM	390 А
Мощность рассеивания	P_D	200 Вт
Коэффициент линейного снижения мощности	—	1.3 Вт/°C
Напряжение насыщения затвор-исток	V_GS	± 20 В
Максимальный прерываемый ток	I_AR	62 А
Максимальная энергия повторяющихся импульсов на стоке	E_AR	20 мДж
Предельная скорость нарастания напряжения на стоке	dv/dt	5 В/нс
Безопасный температурный диапазон	T_J	-55..+175 °C
Допустимая температура при пайке	—	300 °C
Максимальный момент затяжки при креплении элемента	—	1.1 Нм

Маркировка IRF3205

В маркировке данного транзистора первые две буквы (IR) означают первого производителя — International Rectifier. Сейчас этот транзистор выпускается многими компаниями, но именно с этой началась история этого компонента.

Помимо оригинальной версии, на данный момент существует еще и бессвинцовая версия, которая помечается постфиксом “Z” — (IRF3205Z), но раньше обозначение выглядело по-другому, а именно — “PbF”, что расшифровывается как Plumbum Free.

А также существуют версии в других корпусах: IRF3205ZL — TO262 (припаивание стока-радиатора к плате для охлаждения) и IRF3205ZS — D2Pak (для поверхностного монтажа).

TO262 и D2Pak, который иначе называется TO263, отличаются тем, что первый предназначен для монтажа в отверстия на плате, после чего загибается и припаивается радиатором к ней же. TO263, в свою очередь, не требует отверстий и обладает короткими выводами, что позволяет использовать его при поверхностном монтаже на небольших платах.

IRF3205STRLPBF Datasheet (PDF)

1.1. irf3205strlpbf.pdf Size:206K _inchange_semiconductor

INCHANGE Semiconductor
isc N-Channel MOSFET Transistor IRF3205STRLPBF
·DESCRIPTION
·Drain Current I =110A@ T =25℃
D C
·Drain Source Voltage
: V = 55V(Min)
DSS
·Fast Switching Speed
·Minimum Lot-to-Lot variations for robust device
performance and reliable operation
·APPLICATIONS .
·Designed for high current, high speed switching, switch
mode power supplies.
ABSOLUTE MAXIMU

2.1. irf3205lpbf irf3205spbf.pdf Size:280K _international_rectifier

PD — 95106
IRF3205SPbF
IRF3205LPbF
HEXFET Power MOSFET
l Advanced Process Technology
l Ultra Low On-Resistance
D
VDSS = 55V
l Dynamic dv/dt Rating
l 175°C Operating Temperature
l Fast Switching
RDS(on) = 8.0mΩ
G
l Fully Avalanche Rated
l Lead-Free
ID = 110A…
S
Descriptiסn
Advanced HEXFET Power MOSFETs from International Rectifier
utilize advanced processing techniques t

2.2. irf3205s.pdf Size:160K _international_rectifier

PD — 94149
IRF3205S/L
HEXFET Power MOSFET
Advanced Process Technology
D
VDSS = 55V
Ultra Low On-Resistance
Dynamic dv/dt Rating
175°C Operating Temperature
RDS(on) = 8.0mΩ
G
Fast Switching
Fully Avalanche Rated
ID = 110A
S
Description
Advanced HEXFET Power MOSFETs from International Rectifier
utilize advanced processing techniques to achieve extremely low on-
res

2.3. irf3205s.pdf Size:206K _inchange_semiconductor

INCHANGE Semiconductor
isc N-Channel MOSFET Transistor IRF3205S
·DESCRIPTION
·Drain Current I =110A@ T =25℃
D C
·Drain Source Voltage
: V = 55V(Min)
DSS
·Fast Switching Speed
·Minimum Lot-to-Lot variations for robust device
performance and reliable operation
·APPLICATIONS .
·Designed for high current, high speed switching, switch
mode power supplies.
ABSOLUTE MAXIMUM RATI

Защита от помех DC

Раздельное питание

Один из лучших способов защититься от помех по питанию – питать силовую и логическую части от отдельных источников питания: хороший малошумящий источник питания на микроконтроллер и модули/сенсоры, и отдельный на силовую часть. В автономных устройствах иногда ставят отдельный аккумулятор на питание логики, и отдельный мощный – на силовую часть, потому что стабильность и надёжность работы очень важна.

Искрогасящие цепи DC

При размыкании контактов в цепи питания индуктивной нагрузки происходит так называемый индуктивный выброс, который резко подбрасывает напряжение в цепи вплоть до того, что между контактами реле или выключателя может проскочить электрическая дуга (искра). В дуге нет ничего хорошего – она выжигает частички металла контактов, из за чего они изнашиваются и со временем приходят в негодность. Также такой скачок в цепи провоцирует электромагнитный выброс, который может навести в электронном устройстве сильные помехи и привести к сбоям или даже поломке! Самое опасное, что индуктивной нагрузкой может являться сам провод: вы наверняка видели, как искрит обычный выключатель света в комнате. Лампочка – не индуктивная нагрузка, но идущий к ней провод имеет индуктивность. Для защиты от выбросов ЭДС самоиндукции в цепи постоянного тока используют обыкновенный диод, установленный встречно-параллельно нагрузке и максимально близко к ней. Диод просто закоротит на себя выброс, и все дела:

Где VD – защитный диод, U1 – выключатель (транзистор, реле), а R и L схематично олицетворяют индуктивную нагрузку. Диод нужно ОБЯЗАТЕЛЬНО ставить при управлении индуктивной нагрузкой (электромотор, соленоид, клапан, электромагнит, катушка реле) при помощи транзистора, то есть вот так:

При управлении ШИМ сигналом рекомендуется ставить быстродействующие диоды (например серии 1N49xx) или диоды Шоттки (например серии 1N58xx), максимальный ток диода должен быть больше или равен максимальному току нагрузки.

Фильтры

Если силовая часть питается от одного источника с микроконтроллером, то помехи по питанию неизбежны. Простейший способ защитить МК от таких помех – конденсаторы по питанию как можно ближе к МК: электролит 6.3V 470 uF (мкФ) и керамический на 0.1-1 мкФ, они сгладят короткие просадки напряжения. Кстати, электролит с низким ESR справится с такой задачей максимально качественно.

Ещё лучше с фильтрацией помех справится LC фильтр, состоящий из индуктивности и конденсатора. Индуктивность нужно брать с номиналом в районе 100-300 мкГн и с током насыщения больше, чем ток нагрузки после фильтра. Конденсатор – электролит с ёмкостью 100-1000 uF в зависимости опять же от тока потребления нагрузки после фильтра. Подключается вот так, чем ближе к нагрузке – тем лучше:

Подробнее о расчёте фильтров можно почитать здесь.