dubbi su mosfet N come interruttore

[ira83]

Buongiorno a tutti,

volevo chiedervi dei chiarimenti riguardo alla gestione dei mosfet come interruttore.
prendiamo come riferimento un irfiz44n http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfiz44n.pdf
con applicato un dissipatore.

sul drain è inserito un carico resistivo da 2A gestito in PWM, la tensione di alimentazione è 24 V continui, source è connesso a massa.
come faccio a capire (attraverso calcoli e ragionamenti) quale tensione applicare al Gate?

grazie in anticipo

[lucaking]

come faccio a capire (attraverso calcoli e ragionamenti) quale tensione applicare al Gate?

In prima approssimazione non servono troppi calcoli, c'è scritto sul datasheet, Vgs.
Tuttavia, il gate del mosfet ha una certa capacità, (anche quella la trovi nelle specifiche del transistor) e per un CORRETTO pilotaggio le cose si complicano un poco, soprattutto con l' aumentare della frequenza di commutazione.
Qui puoi trovare un po' di info a riguardo.

[rugweri]

Forse se avessi inserito uno schema avresti aiutato i lettori a risponderti... ti interessa una soluzione di pilotaggio low-side, immagino:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Se ricordi come funziona un MOSFET, allora sai che:

- Per tenerlo in interdizione, ti basta applicare una tensione inferiore alla sua tensione di soglia, che dal datasheet leggo essere non inferiore a 2V.
- Per tenerlo in regione di triodo, devi applicare una maggiore della sua tensione di soglia (che dal datasheet leggo essere non superiore a 4V). Graficamente, ti basta prendere la figura 1 del datasheet e verificare quest'intersezione:

Se invece ti piacciono i calcoli, puoi utilizzare la relazione approssimata:

Per stimare quale valore di preferire: devi ottenere .

Come ti ha detto lucaking, però, a seconda delle specificità del tuo pilotaggio questi calcoli potrebbero risultare imprecisi. A proposito, c'è anche un'altra cosa da considerare: probabilmente, vista la tensione di soglia massima abbastanza elevata, non potrai pilotare il tuo switch direttamente con una porta logica (se è questo che volevi fare).

[lucaking]

... probabilmente, vista la tensione di soglia massima abbastanza elevata, non potrai pilotare il tuo switch direttamente con una porta logica (se è questo che volevi fare).

Esatto, a tal proposito consiglio all' OP di leggere nella pagina che gli ho linkato al post[2] anche il link riguardante il pilotaggio.

[ira83]

Forse se avessi inserito uno schema avresti aiutato i lettori a risponderti... ti interessa una soluzione di pilotaggio low-side, immagino:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

esattamente, scusa ma ero con il tablet e non mi era possibile realizzare disegno in fidocadj

- Per tenerlo in interdizione, ti basta applicare una tensione inferiore alla sua tensione di soglia, che dal datasheet leggo essere non inferiore a 2V.
- Per tenerlo in regione di triodo, devi applicare una maggiore della sua tensione di soglia (che dal datasheet leggo essere non superiore a 4V). Graficamente, ti basta prendere la figura 1 del datasheet e verificare quest'intersezione:

Se invece ti piacciono i calcoli, puoi utilizzare la relazione approssimata:

Per stimare quale valore di preferire: devi ottenere .

quindi riassumendo possiamo affermare che il comportamento dell'irfiz44n sarà:

2V è la Vgs minima, 4V è la Vgs max
da 0V a 2V si comporta da interruttore aperto
da 4V in su si comporta da interruttore chiuso (ma la curva del datasheet suggerisce valori tra 4.5V e 15V)
Rg fa da resistenza di pulldown.
Id non influisce sul pilotaggio.

giusto? perché in alcuni schemi trovo una resistenza serie al Gate?

[rugweri]

2V è la Vgs minima, 4V è la Vgs max
da 0V a 2V si comporta da interruttore aperto
da 4V in su si comporta da interruttore chiuso (ma la curva del datasheet suggerisce valori tra 4.5V e 15V)
Rg fa da resistenza di pulldown.
Id non influisce sul pilotaggio.

Piano con le assunzioni:

- Giusto, il costruttore ce lo garantisce.
- Diciamo semplicemente che per il transistor sarà aperto.
- Idem come sopra, visto tra l'altro che per poter usare facilmente i dati forniti dovrai avere . Inoltre, considera che qui tutto dipende da : se è troppo alta altro che interruttore chiuso, praticamente lo stai usando come amplificatore!
- Esattamente; 'sta cosa è utile soprattutto se usi driver three-state, ma in generale ha senso perché all'inizio delle operazioni il tuo driver può tirar fuori qualsiasi robaccia prima di essere inizializzato.
- Questo non è vero, e le equazioni che ti ho proposto dovrebbero mostrartelo. Inoltre, la scelta del transistor da usare deve inevitabilmente dipenderne, perché il transistor deve poterla fornire quella corrente.

perché in alcuni schemi trovo una resistenza serie al Gate?

Perché il MOSFET è pieno di capacità parassite e dunque rischia di fare accoppiamenti pericolosi con capacità e induttanze parassite della linea che va al gate. Mettere quella resistenza è un'ottima idea, io non l'ho fatto al fine di rendere minimamente più semplice la spiegazione che ti ho proposto nel post precedente.

[luxinterior]

leggi anche questa discussione

[ira83]

Grazie infinite a tutti,

ora mi metto a studiare un po' di materiale suggerito da voi.
Buona domenica

[EcoTan]

Per comandare un relè da una uscita di una MCU, se non ci sono motivi particolari che impongano l'uso di un MosFet, è tassativo (quasi) l'uso di un transistor bipolare.