Tengo una pregunta relacionada con la propiedad Rds(on) de un MOSFET ( IRF630N ).
Una vez que el MOSFET se enciende (Vgs > Vth), ¿varía Rds(on) con el aumento de Vgs? O no se ve afectado por la tensión de puerta una vez que el MOSFET está encendido. ¿Se verá afectado sólo por la temperatura de la unión? ¿Cómo se relaciona Rds(on) con la corriente de drenaje?
\$R_{DS(ON)}\$ es un parámetro importante, y muchos hojas de datos empezar con la mención de los valores para ellos.
Para el FDC885N se mencionan dos valores en el Características al principio de la hoja de datos:
Max \$R_{DS(ON)}\$ = 27m \$\Omega\$ en \$V_{GS}\$ = 10V, \$I_D\$ = 6.1A
Max \$R_{DS(ON)}\$ = 36m \$\Omega\$ en \$V_{GS}\$ = 4.5V, \$I_D\$ = 5.3A
De la misma hoja de datos:
Así que, sí, \$R_{DS(ON)}\$ varía con \$V_{GS}\$ y sí, es mayor a temperaturas más altas.
Si tu fabricante no puede darte la información y realmente la necesitas, pásate a otro fabricante.
No existe un umbral mágico de tensión de puerta en el que un FET pase repentinamente de totalmente apagado a totalmente encendido. Existe una tensión a la que un pequeño cambio en la tensión de puerta provoca el mayor cambio en la resistencia del canal, y a veces se denomina "umbral", pero sigue siendo una función continua.
Mira la hoja de datos de un MOSFET destinado a funcionar con baja tensión de puerta. A veces se denominan nivel lógico FETs. Pueden tener una resistencia de encendido razonable a 3,3 V, pero suelen ser un poco mejores a 5 V, y a veces también se especifican para voltajes más altos, para que sepa lo que puede hacer la pieza si puede suministrar un voltaje de puerta más alto.
Por ejemplo, el IRLML2502 está garantizado para no superar los 80 mΩ a 2,5 V en la puerta, pero está garantizado para 45 mΩ a 4,5 V. Esa parte también se especifica para tener un "voltaje de umbral de puerta" de 600 mV a 1,2 V, que no es realmente todo lo relevante de una especificación. Trata de decirte que el canal no se encenderá mucho mientras mantengas la puerta a 600 mV o menos, pero como no te dan números de corriente o resistencia reales no es mucho para diseñar.
Rds(ON) mejora (disminuye) con una mayor tensión de puerta, incluso después de que el FET esté en ON (pero si la tensión de puerta es demasiado alta, la fiabilidad de la pieza se resiente).
Rds(ON) aumenta con la temperatura de la unión.
Rds(ON) es insensible a la corriente de drenaje hasta que te acercas a la región activa del FET (donde sale de saturación).
Para el IRLML2502 al que se refiere la respuesta de Olin Lathrop, hay gráficos de las tres características en el hoja de datos .
Una vez que el MOSFET se enciende (Vgs > Vth), ¿varía Rds(on) con el aumento de Vgs? O no se ve afectado por la tensión de puerta una vez que el MOSFET está encendido.
No hay mucha variación de Rdson. Puedes hacerte una idea de cuánto cambia mirando las curvas VI en la hoja de datos de tu MOSFET en particular. Por ejemplo, eche un vistazo a la IRFP260N :
Estas son las características de corriente frente a la tensión para varias tensiones de puerta. El IRFP260N tiene especificaciones Rdson garantizadas para 10Vgs; no es un FET de nivel lógico y espera 10V para encenderse completamente.
Los MOSFET tienen dos modos básicos de funcionamiento. Si quieres operarlos como un interruptor, entonces quieres que la corriente sea lo suficientemente baja como para operar en el lado Rdson de la curva: Vds = Rdson * Id. Para una tensión puerta-fuente dada, hay un límite de corriente por encima del cual Vds se dispara hacia arriba porque el MOSFET actúa como un disipador de corriente. Esto es genial para los amplificadores lineales, pero es malo en los circuitos de potencia y, por lo general, no querrá operar aquí.
Si miras las curvas de la hoja de datos, notarás que el límite de corriente cambia bastante con Vgs. También notarás que en su mayor parte, la parte Rdson de la curva no cambia mucho con Vgs. A 25 C, Vgs por encima de 5.5V tiene básicamente el mismo comportamiento Rdson, y a 175 C, Vgs de 4.5V o más tiene básicamente el mismo comportamiento Rdson.
¿Se verá afectado sólo por la temperatura de la unión?
La variación frente a la temperatura de unión es bastante predecible y también estará en la hoja de datos. Normalmente se observa un factor de 1,5 - 2,5 de aumento desde 25 C hasta la temperatura máxima de funcionamiento (150-175 C) y hay que planificar en consecuencia.
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