Die Abbildung zeigt die Ausgangskennlinie des MOSFETs IRL540N für unterschiedliche Gatespannungen. Berechne für UGS = 2,5 V und UGS = 4 V
Wertetabelle und Diagramme für UGS = 2,5 V:
Die Abbildung zeigt für den MOSFET IRL540N die Abhängigkeit des Drain-Source-Widerstandes von der Temperatur.
Analysiere das Diagramm. Beschreibe das Verhalten von RDSon in Abhängikeit von der Temperatur.
Für eine Schaltung sollen zwei dieser MOSFETs parallel geschaltet werden, um einen höheren Stromfluss im Arbeitskreis zu ermöglichen.
Es wird befürchtet, dass die beiden MOSFETs unterschiedlich hohe Verluste haben und so einer der MOSFETs aufgrund Überhitzung zerstört wird.
Gib eine Stellungsnahme für ein Meeting ab. Wie wird sich der Strom in den beiden Bauteilen verteilen?
Je größer T, desto größer RDSOn.
Mit zunehmender Termperatur wird die Leitfähigkeit schlechter und somit die Verlustleistung höher
.Je mehr Strom, desto höher der Widerstand.
Durch den MOSFEt mit dem höheren Widerstand fließt weniger Strom. Somit erwärmt er sich weniger als der andere. Eine geringere Temperatur bedeutet aber auch einen kleineren Widerstand. Dadurch gleicht sich der Widerstand der beiden MOSFETs an, so dass es zu einer gleichmäßigen Stromverteilung kommt.
Hätte die Kennlinie eine für Halbleiter typische negative Steigung, würde hingegen einer der MOSFETs durchbrennen.
Die Abbildung zeigt für den MOSFET IRL540N die Abhängigkeit der Oxid-Kapazität von der Drain-Source-Spannung. Bestimme für für UDS = 1 V,
die Oxid-Kapazität CGS.
Das Gate wir mit einem Frequenzgenerator mit Ri = 50 Ω angesteuert. Wie lange dauert es bis der Kondensator geladen ist?
Welche Gefahren entstehen hierbei ab welchen Schaltfrequenzen im Betrieb? Bewerte.
$C=1,75~nF$,
$\tau =R_i\cdot C_{GS}=$$50\Omega \cdot 1,75~nF=87,5~ns$,
$5\tau =437,5~ns$.
Während des Ladevorgangs ist der Bahnwiderstand hoch, insbesondere während einem τ und somit auch die Verluste. Aus diesem Grund sollte die kürzeste Impulszeit mindestens das doppelte der Ladezeit betragen, damit der Transistor sich nicht unzulässig erwärmt. Eine Impulsdauer von 1 μs entspricht einer maximalen Frequenz von 1 MHz.
Der Transistor IRL540N soll als Schalter bei 2,5 kHz dimensioniert werden. Der Widerstand der Drain-Source-Strecke beträgt RDSon = 44 mΩ, die Versorgungsspannung im Arbeitskreis 10 V und der Lastwiderstand RL = 2,5 Ω
An: $U_{DS}=U_{AK}\frac{R_{DSon}}{R_{DSon}+R_L}=10~V\frac{44~m\Omega}{2544~m\Omega}=173~mV$
Aus: $U_{DS}=U_{AK}=10~V$
An. $I_D=\frac{U_{AK}}{R_{DSon}+R_L}=\frac{10V}{2,544~\Omega}=3,93~A$
Aus: $I_D=0~A$
Kennlinie:
Gate-Source-Spannung: $U_{GS}=6~V$
Periodendauer: $T=1/f=1/2,5~kHz$
Impulsdauer: $t_i=g\cdot T= 0,25 \cdot 1/2,5~kHz$
Verlustleistung: $P_{V}=g \cdot U_{DS} \cdot I_{D}=0,25 \cdot 173~mV \cdot 3,93~A$
Verlustleistung: $P_{V}=g \cdot U_{DS} \cdot I_{D}=0,25 \cdot 0,4~V \cdot 3~A$