Piotr Wyderski <p...@n...mil> wrote:

>> No tak :) Czyli w tym 900V jest po prostu większa pojemność bramki?
>
> Większa w porównaniu z czym?

Z analogicznym tranzystorem na mniejsze napięcie.

>> Mega. Ta technologia tworzenia tranzystorów z pojedynczych "komórek" na
>> wspólnym podłożu jakoś się nazywa? Kiedy to wymyślili?
>
> Czy i jak się ta technika nazywa to nie wiem, ale HEXFETy wprowadzono
> na rynek w 1979, więc stosuje się ją co najmniej od tego czasu. Pewnie
> jest znacznie starsza.

Pewnie tak, tylko były kwadratowe albo prostokątne komórki. A potem ktoś
wpadł na sześciokąty.

> Nie przesadzajmy, sporo tego jest choćby w Sztuce Elektroniki Horowitza
> i Hilla.

Cena (za oba tomy) słuszna... liczba stron też.

>> No to liczymy. Jest IRFZ44N, Qg=63nC przy Id=25A (swoją drogą ma podane
>> też Qgs=14nC przy Vds=44V; czemu to jest dużo mniejsze, skoro ładujemy
>> bramkę względem źródła?)
>
> Ale CO ładujemy względem źródła? :-)
>
> 14nC przy prądzie 12mA to 1.16us. Masz swoje 900ns, wszystko się zgadza.
> To jest pierwszy obszar na wykresie V_GS(Qg), ładujesz zwykły
> kondensator. Ale przy przekroczeniu V_TH pod bramką uformował Ci się
> przewodzący kanał, którego tam wcześniej nie było. Są dwie elektrody
> i dielektryk, utworzył się nowy kondensator. I to jeszcze taki parszywy,
> że jego powierzchnia gwałtownie rośnie wraz z napięciem
> bramki. A tym samym efektywna pojemność. Nieprzerwanie pompujesz w
> bramkę ładunek, a napięcie na bramce stoi. To jest plateau. Potem
> struktura kanału jest już w pełni uformowana i pojemność przestaje
> rosnąć, więc liniowo rośnie napięcie -- trzeci odcinek charakterystyki.
> Nie ma to nic wspólnego z efektem Millera, bo plateau zaobserwujesz
> przy dowolnie powolnym ładowaniu bramki -- impedancja C_GD jest
> wtedy bliska nieskończoności i dren nie ma żadnego sprzężenia
> z obwodem ładowania bramki, CBDO. Efekt Millera to zjawisko dynamiczne.

Ok, teraz wszystko jasne :) W sumie logiczne -- bramka dosłownie zmienia
swój charakter w miarę otwierania tranzystora.

>> Patrzę teraz na "Maximum safe operating area" i wychodzi, że powinno być
>> OK. Nawet dla 100us przy Vds=12V wychodzi maksymalny dopuszczalny Id=100A
>> (czyli kosmiczny, ale zauważalnie większy niż moje 3.5A)...
>
> Właśnie zacząłeś to świadomie liczyć, a nie zgadywać. Zupełnie bez
> uszczypliwości powiem, że to ważny dzień. :-)
> Teraz już *wiesz*, dlaczego to zadziała poprawnie.

Tak... nie wiedziałem wcześniej, jak to liczyć.

Dla 3k3 (który mam w układzie teraz) i 11V (powiedzmy, że będzie spadek na
przewodach) I=3.3mA, Qg=63nC, t=18.9us. Czyli mimo wszystko nadal, nawet
jak nie zmniejszę tego pullupa 3k3, jestem w bardzo bezpiecznym zakresie,
zgadza się?

Jest w takim wypadku sens stosowania scalonego drivera push-pull?

>> W sumie -- czemu by odparował skoro mieści się w safe operating area?
>
> Nawet w typowej przetwornicy działającej na 100kHz jeden pełny okres
> kluczowania to 10us. Ty go w połowie tego czasu nawet nie zdążyłeś
> dobrze włączyć, a już trzeba wyłączać. Przez sporą część tego czasu
> tranzystor siedzi w obszarze triodowym, zachowując się jak rezystor.
> Będzie gorąco. :-)

No tak. Kwestia skali.

>> Jakbym go nie kluczował raz na sekunde tylko raz na milisekundę? Wtedy
>> safe operating area się nie liczy, bo jest podane tylko dla "single pulse"
>
> W tym czasie wydzieli się pewna ilość energii, która podniesie
> temperaturę struktury. A w kolejce już stoi następny impuls.
> Czas między impulsami jest krótki, więc moc będzie spora.

Da się tę energię jakoś wyliczyć lub chociaż oszacować? Wydaje się to
nietrywialne i coś mi mówi, że bez całkowania się nie obejdzie, ale
może jest jakiś prostszy sposób?

>> Tak... widzę właśnie, jedno dzielenie.
>
> Dodatkowo z czasu przełączania i ładunku łatwo policzyć moc potrzebną do
> przeładowania bramki, a więc i straty.

Hmm, straty sterowania. Powiedzmy, że mam ten rezystor 3k3, czyli wpompuję
63nC w ciągu 18.9us i naładuję do 11V. Załóżmy też, że robię to 2x na
sekundę i nie chcę liczyć na razie mocy rozładowania bramki.

Wtedy moc jednego przeładowania wyniesie P=(U*Qg)/t=37mW, a średnia moc
pobierana przez ładowanie jedynie 1.4uW (P*D, gdzie D=18.9us/0.5s)? Dobrze
to liczę?

No i co z samymi stratami złącza Uds podczas tego przełączania... one
przecież są dużo, dużo większe.

>> Chyba że się więcej niż jeden usmaży? :)
>
> No tak, układ jest odporny na awarię co najwyżej jednego elementu.
> Zwykłe połączenie jest odporne na awarię co najwyżej zera elementów.

Prawda.

> Przeanalizuj dokładniej działanie opisanego układu. On jest odporny na
> *każdy* scenariusz Single Point of Failure, a Twoje zabezpieczenie tylko
> na awarię MOSFETa na zwarcie. Awarii "na przerwę" bezpiecznik nie
> wykryje i węże odmrożą sobie tyłek. :-)

Awarie mosfetów "na przerwę" w ogóle się zdarzają? Wydawało mi się, że to
się nie dzieje, mosfet przepala się na zwarcie, a przerwa zrobi się
najwyżej wtedy, kiedy to zwarcie spowoduje przepływ takiego prądu, że się
zwarcie przepali.

--
https://www.youtube.com/watch?v=9lSzL1DqQn0