Смотрим полевой транзистор IRF4905 фирмы International Rectifier с технологией HEXFET 5-ого поколения

На плате некоторого устройства N сгорел транзистор IRF4905, да так, что треснул, поэтому появилась возможность взглянуть на его внутреннее устройство.

Характеристики IRF4905 согласно документации: Р-канальный полевой транзистор. Постоянный ток при 20 С – 74 А, пульсирующий ток до 260 А. Сопротивление в открытом состоянии – 0.02 Ом. Низкое сопротивление достигается технологией HEXFET, суть которой состоит в том, что полевой транзистор это не один транзистор, а множество (сотни тысяч) маленьких полевых транзисторов, включенных параллельно.

Максимальная рассеивающая мощность транзистора – 200 Вт. В доказательство таких больших показателей – прогоревший текстолит и треснувший транзистор (держался до последнего).

Сам кристалл имеет площадь 24 мм2. Толщина кристалла 0,3 мм. Напаян на эвтектику.

Разварка выполнена алюминиевой проволокой. На ней виден желтоватый налет – это нагар. Управляющий электрод имеет диаметр около 50 мкм, а три толстые проволоки диаметром 0.5 мм каждая. На толстой проволоке виден след от инструмента разварки.

Схематично технология HEXFET компании International Rectifier выглядит так:

По документации транзистор IRF4905 реализуется на пятом поколении технологии HEXFET.

Фотографии можно открыть в новом окне и посмотреть более детально. С каждым фото приближение ближе для понимания масштабов погружения.

~400 Х приближение

Вот так выглядит верхняя топология матрицы полевых транзисторов.

Попробовал стравить верхний слой металлизации с помощью персульфата аммония. Получилось грязновато, но зато стали видны четкие контуры шестиугольной формы. Приблизительные размеры шестиугольников – 5-7 мкм (это 5000-7000 нм).

Спасибо за внимание.

Ср май 22, 2019 07:33:02

Дальше распишу что делал и что происходило:
1) собрал, подключил к трансформатору, регулировка напряжения работает. Замкнул на долю секунды – пробиты 2 полевика IRF4905
2) купил новые полевики и лампочку на 12V. Подключил, выставил напряжение 12V, подключил лампочку, не прошло и секунды лампочка умерла и 1 полевик из двух пробит.
3) т.к. у меня не было приборов для проверки индуктивности, то мотал хз как) Предположил, что возможно ошибка в этом и сделав приставку для мультиметра и откалибровав на 3ех купленных индуктивностях, получил индуктивность 188uH.. Перемотал до 90-98 uH. Подключил к аккумулятору 12v. Нагрузил лампочкой, напряжение регулировалось во всем диапозоне, а вот регулировка тока почему-то не работала. Пока крутил туда-сюда полевик раскалился и снова пробитый полевик.
4) решил проверить на новой индуктивности 30V. Подключил трансформатор, напряжение регулируется, выставил 6v, отключил трансформатор. Решил лампочкой опустошить конденсаторы и при выключенном трансе с 6V на конденсаторах при подключении лампочки полевик ОПЯТЬ ПРОБИЛСЯ!!

Простите, пишу немного на эмоциях, т.к вообще не понимаю почему полевики дохнут один за другим.
Предполагаю, что из-за напряжения затвор-исток, но тогда вопрос – почему без нагрузки напряжение регулируется, но стоит даже при выключенном трансформаторе подключить нагрузку и полевик мгновенно пробивается!

Помогите пож, всю голову уже сломал с этой понижайкой. Аккумулятор так и не могу зарядить, стоит пылиться ждет меня..

Ср май 22, 2019 08:29:49

В схеме ошибка, на входе должен стоять конденсатор как можно ближе к ключам.
И вопрос на чём сделан дроссель, на каком сердечнике?

Akc174 писал(а):но стоит даже при выключенном трансформаторе подключить нагрузку и полевик мгновенно пробивается!

Потому что нет защиты от пониженного входного напряжения.

Ср май 22, 2019 08:32:08

В схеме ошибка, на входе должен стоять конденсатор как можно ближе к ключам.

Так и думал. А конденсатор какого номинала поставить надо? Или вы имеете ввиду передвинуть С1?

И вопрос на чём сделан дроссель, на каком сердечнике?

Делал на вот таком

5 или 6 витков (прошу прощения, в ночь уже делал, запамятовал точное количество витков) двойного эмальпровода 1,25мм2

Потому что нет защиты от пониженного входного напряжения.

Ср май 22, 2019 08:57:50

Akc174 писал(а):А конденсатор какого номинала поставить надо?

лучше передвинуть один из конденсаторов от выпрямителя.

Akc174 писал(а):Делал на вот таком

При понижении входного напряжения понижается и и напряжение затвор исток и транзистор переходит в линейный режим. Что бы исправить нужно изменять серьёзно схему.

Ср май 22, 2019 09:43:19

При понижении входного напряжения понижается и и напряжение затвор исток и транзистор переходит в линейный режим. Что бы исправить нужно изменять серьёзно схему.

Вы уверены? Просто мгновенное пробивание мосфетов происходит в 2ух случаях – если подается 30V и подключается нагрузка, либо конденсаторы заряженыи подается нагрузку, вообще любая. Доли секунды не проходит и мосфет пробит, при том он ледяной. Сначала думал это из-за превышения напряжения на затвор-исток, но в то же время мосфет не пробивается без нагрузки.
Пока что вижу проблему только в дросселе (у Касьяна кстати он намотан на 2х кольцах от БП в 20 витков), его пересчитаю в старичке и намотаю по новому, кондер добавлю и отпишусь. Надеюсь после этого покупка IRF4905 прекратиться)

Ср май 22, 2019 10:08:16

А вы сами посчитайте.
Для перехода полевиков в линейный режим достаточно снизить напряжение питания до 22в, тогда на затворы будет подаваться напряжение менее 4в. Полевик просто не успеет нагреться, тем более с таким дросселем.

Ср май 22, 2019 11:02:05

Еси R9 – 1кОм то и R7 надо брать 1кОм и жизнь потихоньку начнет налаживаться
А если совсем серьезно то нужно осциллографом смотреть что там в схеме происходит. Отладить непроверенную схему методом тыка сложно даже специалисту.

Ср май 22, 2019 11:20:14

А вы сами посчитайте.
Для перехода полевиков в линейный режим достаточно снизить напряжение питания до 22в, тогда на затворы будет подаваться напряжение менее 4в. Полевик просто не успеет нагреться, тем более с таким дросселем.

Так вот в том-то и “тема”, что при подключении 12v (аккумулятора) лампочка загоралась, напряжение регулировалось и все жили счастливо, пока мосфет от моих издевательств не перегрелся спустя 5 минут и приказал долго жить. А при подаче 30v мгновенно умирают мосфеты. Поэтому и считаю, что при питании от 30V они впринципе никак не могли перейти в линейный режим, но при подключении любой нагрузки мгновенно умирали. Посчитать к сожалению не понимаю как, я вообще впервые столкнулся с полевиками (а так же с ЛУТ и намоткой дросселя) при создании этой схемы. Если можете, то опишите больше теории, с удовольствием впитаю в себя эту информацию для будущего понимания построения схем.
Пока что склоняюсь лишь к тому, что проблема именно в дросселе. Переделаю его, а там посмотрим. Если все получиться, то обязательно напишу подробно везде, где встречал эту схему, что и как делать и как не делать)

Еси R9 – 1кОм то и R7 надо брать 1кОм и жизнь потихоньку начнет налаживаться
А если совсем серьезно то нужно осциллографом смотреть что там в схеме происходит. Отладить непроверенную схему методом тыка сложно даже специалисту.

Последний раз редактировалось Akc174 Ср май 22, 2019 11:51:08, всего редактировалось 1 раз.

Ср май 22, 2019 11:49:25

у Касьяна НЕЛЬЗЯ брать ничего. у него НЕТ ни одной работоспособной схемы.
лучше R7 тоже взять 220 Ом. и при этом НЕЛЬЗЯ подавать на вход меньше 20 Вольт.
без нагрузки мосфеты не горят, потому что им не надо открываться на большой ток.
а с нагрузкой им уже не хватает напряжения затвор-исток, и они перегреваются и горят.
дроссель на 100 мкГн и 20 Ампер не так-то просто изготовить, чтобы сердечник не насыщался.
номиналы на схеме такие, что максимальный ток будет больше 100 Ампер, а не 15 Ампер.

Ср май 22, 2019 12:12:14

Starichok51 писал(а):лучше R7 тоже взять 220 Ом. и при этом НЕЛЬЗЯ подавать на вход меньше 20 Вольт.

Тогда уж не R7, а R9 короче сделать их одинаковыми.

Тогда надо просто повторять заведомо работоспособную, многократно проверенную схему, но поскольку напряжения не стандартные найти такую сложно. “Бывалые” они тоже не экстрасенсы, могут посоветовать, но советы надо проверять на практике, смотреть что изменилось. Иначе будет только разочарование и горелые мосфеты.

Ср май 22, 2019 12:35:23

у Касьяна НЕЛЬЗЯ брать ничего. у него НЕТ ни одной работоспособной схемы.
лучше R7 тоже взять 220 Ом. и при этом НЕЛЬЗЯ подавать на вход меньше 20 Вольт.
без нагрузки мосфеты не горят, потому что им не надо открываться на большой ток.
а с нагрузкой им уже не хватает напряжения затвор-исток, и они перегреваются и горят.
дроссель на 100 мкГн и 20 Ампер не так-то просто изготовить, чтобы сердечник не насыщался.
номиналы на схеме такие, что максимальный ток будет больше 100 Ампер, а не 15 Ампер.

Добавлено after 4 minutes 20 seconds:

Тогда надо просто повторять заведомо работоспособную, многократно проверенную схему, но поскольку напряжения не стандартные найти такую сложно. “Бывалые” они тоже не экстрасенсы, могут посоветовать, но советы надо проверять на практике, смотреть что изменилось. Иначе будет только разочарование и горелые мосфеты.

И здесь вы правы. Уравняю R7 и R9, пересчитаю и переделаю дроссель. Тогда и посмотрим. Надеюсь что мой печальный опыт в будущем поможем другим избежать горелых мосфетов

Ср май 22, 2019 14:10:15

kentgaryk писал(а):Тогда уж не R7, а R9

да моя ошибка, я имел в виду R9.

Akc174 писал(а):т.к. в эту долю секунды они пытаются пропустить ток такой величины, которую они просто не могут пропустить.

шунт Rx задан не правильно, для 20 Ампер должен быть в 6 раз больше (0,03 Ома).

Ср май 22, 2019 17:43:20

На схеме не вижу стабилитрона на затворы. Нужно 12-15 вольтовый

Добавлено after 4 minutes 8 seconds:
Дроссель с такими ключами пох. Делал на одном 4905 и lm 5 ногой в уазик регулятор печного мотора, что с дросселем что без дросселя норм работает уже хз сколтко лет. Конечно он нужен, но горит не изза него

Ср май 22, 2019 17:57:22

vlasovzloy писал(а):Дроссель с такими ключами пох

Ср май 22, 2019 18:00:22

Это не совет, говорю что не изза этого горят. Пробивает затворы вот и горят

Ср май 22, 2019 18:02:53

не пиши вредных слов.

Ср май 22, 2019 20:36:53

Проверенная схема, мин нет.

Ср май 22, 2019 21:20:31

vlasovzloy писал(а):Дроссель с такими ключами пох. Делал на одном 4905 и lm 5 ногой в уазик регулятор печного мотора, что с дросселем что без дросселя норм работает уже хз сколтко лет. Конечно он нужен, но горит не изза него

Чт май 23, 2019 20:12:10

Ну и не ругайтесь тут, что попробую и получиться, то и выложу как итог для всех тех, у кого пылиться трансформатор без дела

Чт май 23, 2019 20:40:30

1. да.
2. Нет эти материалы не пойдут для дросселя.
3. Не подходящий материал в прогу не поставишь. Там подходящие материалы уже вбиты.
Ферриты не подходят для дросселей, если конечно не делать в них немагнитный зазор.

phpBB Mobile / SEO by Artodia.

На плате некоторого устройства N сгорел транзистор IRF4905, да так, что треснул, поэтому появилась возможность взглянуть на его внутреннее устройство.

Характеристики IRF4905 согласно документации: Р-канальный полевой транзистор. Постоянный ток при 20 С – 74 А, пульсирующий ток до 260 А. Сопротивление в открытом состоянии – 0.02 Ом. Низкое сопротивление достигается технологией HEXFET, суть которой состоит в том, что полевой транзистор это не один транзистор, а множество (сотни тысяч) маленьких полевых транзисторов, включенных параллельно.

Максимальная рассеивающая мощность транзистора – 200 Вт. В доказательство таких больших показателей – прогоревший текстолит и треснувший транзистор (держался до последнего).

Сам кристалл имеет площадь 24 мм2. Толщина кристалла 0,3 мм. Напаян на эвтектику.

Разварка выполнена алюминиевой проволокой. На ней виден желтоватый налет – это нагар. Управляющий электрод имеет диаметр около 50 мкм, а три толстые проволоки диаметром 0.5 мм каждая. На толстой проволоке виден след от инструмента разварки.

Схематично технология HEXFET компании International Rectifier выглядит так:

По документации транзистор IRF4905 реализуется на пятом поколении технологии HEXFET.

Фотографии можно открыть в новом окне и посмотреть более детально. С каждым фото приближение ближе для понимания масштабов погружения.

~400 Х приближение

Вот так выглядит верхняя топология матрицы полевых транзисторов.

Попробовал стравить верхний слой металлизации с помощью персульфата аммония. Получилось грязновато, но зато стали видны четкие контуры шестиугольной формы. Приблизительные размеры шестиугольников – 5-7 мкм (это 5000-7000 нм).

Спасибо за внимание.