Transistorin virrankesto ; ilmoitettu vs. todellinen

Transistorin virrankesto ; ilmoitettu vs. todellinen

En tiedä kuka aikanaan päätti, että transistoria valmistava yritys ilmoittaa harhaanjohtavia tietoja.

Tarkoitan sitä, että kun valmistaja datalehdessään ilmoittaa "Virrankesto: 10A", niin jos omassa kytkennässä virta on "enintään 9A" niin tuo transistori todellisuudessa on todella surkea valinta ohjaamaan "enintään 9A" virtaa.

Miksikö ?

Koska valmistajan ilmoitus "Virrankesto: 10A" tarkoittaa vain ja ainoastaan sitä, että asianmukaisen jäähdytyksen kanssa transistori ei vaurioidu 10A virralla (olettaen, ettei myöskään transistorin maksimia tehoa "Maximum power dissipation, (W)" ylitetä.

Se siis EI TARKOITA sitä, että ko. transistori olisi hyvä tai järkevä valinta enintään 10A virralle.

En tiedä, onko asiaan olemassa mitään "virallista" sääntöä, jos on, niin asiasta paremmin tietävät kertokoon.

Itse olen ymmärtänyt niin, että jos esim. omassa kytkennässäsi jokin virta ei ylitä 9A, mutta voi olla jopa 9A, niin hyvä valinta on NPN (tai PNP, riippuen kytkennästä), jonka maksimi virrankesto on vähintään 27A, eli edes 25A ei vielä ole hyvä ja kun juuri 27A transistoreita ei välttämättä ole kaupan, niin "vähintään 30A" voisi olla kelvollinen valinta.

Se, mitä siis ei ainakaan suoraan sanota, mutta mikä saattaa olla laskettavissa datalehden tietojen perusteella, on se, että "10 A" transistori saattaa vaatia 5 A kantavirtaa, että C-E välillä menisi 10 A läpi, ja lisäksi tuossa tilanteessa C-E -jännite saattaa olla 5 V !

Tuollaisella käyttötavalla siis syntyy 5 V jännitehäviö, mikä 10 A virralla tarkoittaa 50 W tehohäviötä, ja siten sellaisen jäähdytyksen tarvetta, että se kestää (jatkuvana, jos sovellus niin vaatii) tuon 50W, eli kykenee haihduttamaan 50 W hukkalämpöä.

Valitsemalla 30 A transistori, saadaan ainakin kantavirran tarvetta pienemmäksi, ja mahdollisesti myös C-E -välin jännite pienemmäksi, kun C-E -virta on esim tuo 9 A.

Joku tietysti ottaa tässä esille MOSFET -transistorit noiden perinteisten NPN -transistorien tilalle.

Jos piirilevy tehdään automaattisella ladontakoneella tehtaassa, niin MOSFET on varmasti hyvä vaihtoehto, ainakin jos se transistorin ohjaama virta pysyy koko ajan piirilevyllä.

Jos transistorin ohjaama virta ei pysy koko ajan piirilevyllä, vaan menee ehkä pitkienkin johtojen kautta ulkoiselle toimilaitteelle (esim. sähkömoottori), niin en ole kovin vakuuttunut MOSFETin paremmuudesta, samoin, jos piirilevy ei tule ladontakoneen tekemänä, vaan se juotetaan käsin, niin toinen syy välttää MOSFETejä.

Syynä ihan se, että MOSFETit ovat varsin herkkiä esim. staattiselle sähkölle, joka saattaa tuhota MOSFET -transistorin heti, ja vaikka ei tuhoaisikaan, niin saattaa myös tehdä piilevän vian, jolloin transistori pettää myöhemmin.

Jos siis ei ole 100% varmaa keinoa suojella MOSFET -transistoria staattiselta sähköltä, niin silloin perinteinen NPN on toimintavarmempi ratkaisu, toki senkin kanssa on syytä käyttää suojadiodia tai suojadiodeja, jos sillä ohjataan sähkömoottoria, koska muuten moottorin käämit tuottavat jännitepiikkejä, jotka voivat toki rikkoa sen NPN -transistorinkin.

Jos DC -moottoria pyöritetään vain yhteen suuntaan, tehtävä on helppo: yhdellä suojadiodilla selviää.
Jos taas DC -moottoria pyöritetään molempiin suuntiin, niin silloin usein tarvitaan 4 suojadiodia, jos moottorinohjaus toteutetaan H -sillalla (jolloin riittää moottorille 1 käyttöjännite).

Mutta:
Kuka keksi tuon idean, että merkintä "Max. 10 A" ei tarkoita, että transistori olisi hyvä tai edes kelvollinen valinta enintään 10 A virran ohjaamiseen, vaan se tarkoittaa vain ja ainoastaan, että transistori hyvin jäähdytettynä kestää ehjänä 10 A virran, mutta ei takaa sitä, että toiminta 10 A virralla olisi muuten järkevää, koska usein se eellyttää 5 A kantavirtaa (datalehden korkeasta hFE -luvusta huolimatta) sekä jättää 5 V jännitteen C-E välille 10 A virralla ?

Ja miksi siitä tuli yleinen käytäntö siihen, mitä ja miten datalehdessä arvoja ilmoitetaan ?

Riittääkö tuo esittämäni varmuuskerroin 3 käytännössä ?

Siis, että jos virta on 9 A, niin NPN -transistorin (tai PNP) virrankeston olisi syytä olla vähintään 27 A, siis käytännössä 30 A.