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.
Transistorin virrankesto ; ilmoitettu vs. todellinen
14
378
Vastaukset
- Anonyymi
Opettelisit ohmin lain, niin ei tarvitsisi itsestäänselvyyksiä ihmetellä.
- Anonyymi
No, sanoisin, että tiettyjä transistoreja on aina käytetty tietyissä sovelluksissa ja siten niistä on tehty paranneltuja malleja - em. sovellusten kannalta. Näin ollen jossakin kytkennässä, jossa riittää esim. AC-virran 50Hz puolijakson ajan, että transistori kestää sen "10A" virtaa voi olla järkevä taso ilmoittaa asiasta. Ja transistorin vahvistus voi todellakin pudota jonnekin 5 luokkaan virran kasvaessa - tieto on piilotettu kuvaajiin jos transistoria muuten mainostetaan esim. vahvistuksella 30. Eli useampia vahvistusasteita tarvitaan todellisuudessa.
Sama koskee itse asiassa jo piensignaalitransitoreja, 100mA virralla vielä yleensä saavutetaan kaikki speksit, mutta jos erehtyy ottamaan 300mA mallin, täytyy jo osata laskea kuinka paljon energiaa kulutetaan tilasiirtymissä - 300mA on vain mahdollista täyden johtavuuden tilassa.
Samalla tavalla RF-transistoreissa on toimittu, kun alkaa katsoa kohinatasoja ja mitä todellisuudessa niistä saa läpi ilman että kohina vahvistuu.
FET:llä kanssa kehuskellaan, kuinka voidaan ohjata isoja virtoja, mutta hilan kapasitansseista aiheutuvaa riesaa ei aina viitsitä korostaa - hilan ohjausasteenkin täytyy olla kohtuullisen tehokas. - Anonyymi
Helpoin homma on, kun savun loppuessa laita isompi transistori tai kaksi.
- Anonyymi
Tietysti transistori vaatii aina jäähdytyksen, jos siitä ajetaan isompia virtoja läpi. Ainahan tehokomponentit on kiinni isossa siilissä ja pari laitetuuletinta vielä pyörimässä. Nestejäähdytystäkin on nähty.
En usko, että edes 30A transistori kestää 9A virtaa ilman erillistä levyä mihinkä lämpö johdetaan. Transistorille on myös ilmoitettu suurin käyttölämpötila ja suunnittelijan pitää huomioida ympäristö ja olosuhteet niin että sitä ei ylitetä.
Toinen asia on käyttökohde. Jos suunnitellaan hintakilpailutuote vuoden kestäväksi keskivertokuluttajalla, voidaan varmaan mitoittaa halvin komponentti äärirajoille. Sitten taas, jos laite menee avaruuteen tai harrastaja rakentaa itselleen ikuista, mitoitus on täysin toinen. Jäähdytys kuitenkin pitää olla sellainen, että piirin virta x jännite trankun yli, ei aiheuta sellaista tehoa, jolla lämpötila pääsee nousemaan käytetyssä ympäristössä. - Anonyymi
Sekin pitää ymmärtää että kytkintransistori pitää ohjata täysin auki. Senhän tietää miten siinä käy kun tehoa poltetaan transistorissa.
- Anonyymi
On noissa kyllä jotain mitä en itsekään oikein ymmärrä. Jostain TO220 trankusta muka sai ajaa 150A virtaa. Ilmeisesti tarkoittaa jotain hetkellistä piikkiä. Sellaisella virralla transistorin oma kotelo jo rajoittaa lämmön johtumista jäädytyslevyyn, eli ei auta mitään, vaikka jäähdytyslevy olisi -273 astetta.
- Anonyymi
Se ohmin lain sisäistäminen olisi kova juttu...
Kokonaisuus pitää ymmärtää. - Anonyymi
Anonyymi kirjoitti:
Se ohmin lain sisäistäminen olisi kova juttu...
Kokonaisuus pitää ymmärtää.Tuon perusteella sinä et sitä taida ymmärtää edes tasavirralle, saati että osaisit soveltaa sitä puolijohteelle, puhumattakaan Kirchhoffin laeista, muuten toki olisit vastannut jotain fiksumpaa.
TO220 kotelossa jo pelkkä kinttukin on lyhyimmillään liian ohut jatkuvalle 150A virralle, koska materiaalilla on ominaisvastus, josta syntyy jännite- ja tehohäviö virran mukaan. Hetkellisen piikin voi kestää, jolloin energia varautuu materiaaliin ja siirtyy vähitellen ympäristöön säteilemällä ja johtumalla. - Anonyymi
Anonyymi kirjoitti:
Se ohmin lain sisäistäminen olisi kova juttu...
Kokonaisuus pitää ymmärtää.Ensinnäkin: Ohmin laki suomeksi on U = R * I. Ehkä tarkoitat "tehon lakia": P = U * I.
Eli jos transistorin tehohäviö = hukkalämmön tuotto halutaan minimoida, niin jos virta on suuri, transistorin C-E -välin jännite pitäisi saada mahdollisimman pieneksi, sillä (jos virta pysyy samana) jos C-E -jännite 2-kertaistuu, niin myös tehohäviö 2-kertaistuu.
Vaikka tehotransistorin ilmoitettu hFe = 20, niin silti, 10 A tehotransistorilla tilanne on se, että jos C-E -välillä oikeasti kulkee 10 A virta, niin kantavirta pitää olla 5 A (eli todelline hFe = 2), jotta C-E jännite saadaan minimoitua. Ja silti se C-E -jännite on tyypillisesti "liikaa".
Juuri tuon takia se 10 A tehotransistori todellisuudessa on kelvollinen max. 3,3 A virtaan saakka, eli "käytännön maksimivirta" = "teoreettinen maksimivirta" / 3.
Toki isoilla virroilla se jäähdytyslevy on tarpeen ja usein myös puhallin.
- Anonyymi
Eräälle ledille on sallittu 9 ampeerin virta, mutta termisen resistanssin perusteella jäähdytyselementin pitäisi olla pirun kylmä, ettei puolijohderajapinnan lämpötilaraja ylity. Käytännössä reilu 6 ampeeria on hyvä virta kyseiselle ledille.
- Anonyymi
valaisuLEDit on erikseen, superkirkas LED merkkivalona, niin yleensä riittää 2 mA, toki jos pitää merkkivalon näkyä vaikka olisi suora auringonpaiste, niin sitten voi tarvita enemmänkin kuin 2 mA.
- Anonyymi
Voisi olla parasta että tuo ketjun aloittaja siirtyisi harrastamaan pitsi nypläystä.
Ja vai sitä. - Anonyymi
Toimivan elektroniikan suunnittelu ei ole helppoa. Datalehdykäistä pitää osata lukea asianomaisella tarkkuudella ja epäluulolla. Jos jotakin ominaisuutta ei ole erikseen speksattu näkyviin niin se ominaisuus voi tulevaisuudessa muuttua ilman mitään ilmoitusta valmistajalta.
- Anonyymi
Sama ilmoitustapa pätee myös MOSFETin RDSon arvoon. Ajattelin että ZVN2010:n 10Ω RDSon hieman rajoittaisi päällekytkentävirtaa 12V laitteessa mutta fetti parka päästi toimintasavut kovan paukun kera. Silloin opin että ilmoitettu RDSon pätee vain mikäli fetti toimii maksimilämpötilassa. Myös mosfetin substraatin resistanssi (HUOM! saattaa lottovoiton todennäköisyydellä) vaikuttaa RDSon arvoon erityisesti kun kyseessä on pienjännitemosfet. Lisäksi ilmoitettu RDSon arvo on miljoonien valmistettujen fet yksilöiden joukosta löydetty huonoin.
Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.
Luetuimmat keskustelut
Onks sulle väliä, jos jokin kaivattusissa
ei ole täydellistä? Esim. venytysmerkit, arvet, selluliitti, epäsymmetriset rinnat, vinot hampaat jne?834507- 1213886
Shokkiyllätys! 31-vuotias Hai asuu vielä "kotona" - Anna-vaimon asenne ihmetyttää: "No ei tämä..."
Hmmm, mitenhän sitä suhtautuisi, jos aviomies/aviovaimo asuisi edelleen lapsuudenperheensä kanssa? Tuore Ensitreffit-vai332451Eikö Marin ollut oikeassa kokoomuksen ja persujen toiminnasta
Ennen vaaleja Marin kertoi mitä kokoomus tulisi hallituksessa tekemään ja tietysti persut suostuu kaikkeen, mitä kokoomu1931454Wiisaat Lappajärvellä iät.
Nyt nimiä listaan menneistä ja nykyisistä Wiisaista Lappajärveläisistä. Itseäkin voi tuoda esille kaikessa Wiisaudessa.121276Missä Steffe hiihtää?
Missä reppuli luuraa? Ei ole Seiskassa mitään sekoiluja ollut pariin viikkoon? Onko jo liian kylmä skulata tennistä ulko221233Olet elämäni rakkaus
On ollut monia ihastumisia ja syviäkin tunteita eri naisia kohtaan, mutta sinä olet niistä kaikista ihmeellisin. Olet el361168Ratkaiseva tekijä kiinnostuksen heräämisessä
Mikä tekee deittikumppanista kiinnostavan? Mitä piirrettä arvostat / et arvosta?621157Milloin nainen, milloin?
Katselet ja tiedän, että myös mieli tekee. Voisit laittaa rohkeasti viestin. Tiedät, että odotan. Ehkä aika ei ole vielä611133Olen menettänyt yöunet kokonaan
Nytkin vain tunnin nukkunut. En tiedä johtuuko se sinusta vai tästä palstasta. Olis mukava nähdä oikeasti eikä arvuutel171035