¿Cómo puedo saber si un MOSFET dado puede ser controlado completamente por una señal alta de 5V TTL? (¿Qué debo buscar en la hoja de datos?)

¿Cómo puedo saber (leyendo la hoja de datos) si un MOSFET específico se puede encender completamente (con la caída mínima) con solo 5 V en la puerta? (suponiendo un potencial de 5 V o 12 V entre el drenaje y la fuente).

¿Qué especificaciones estoy buscando (preferiblemente las que no están en gráficos, ew) para determinar si un MOSFET es adecuado, aparte del hecho de que debe ser N-Channel?

Vth o Vgsth es un punto de partida útil PERO los gráficos son MUCHO más útiles y son tus grandes amigos. Aprende a usarlos y aprecia lo que te dicen. Un único parámetro es relevante en un solo punto y suele ser un valor típico. Rdson (= la pendiente de la curva Vds/Ids en algún punto específico) a menudo se da para operación pulsada a 25C. Para comprender correctamente lo que sucede, debe observar los gráficos. NO les tengas miedo: una vez que aprendas a usarlos, son mucho más útiles de lo que puede ser cualquier figura.
Deja el lado oscuro - usa la fuerza. (1) Grabar la figura 2. Usar la figura 1 (2) BS270 tampoco es un FET muy bueno. Los hay mucho mejores. Anote la fecha en esa hoja de datos.
¡Pero son 6c cada uno!
Si bien esto puede ser un poco pedante, un TTL de 5V en realidad no tendría una salida de 5V. No estoy seguro de que esté usando partes TTL reales ; si lo está, eso cambiaría un poco las respuestas para que el FET esté encendido a 2.8V en lugar de 5.0V.
Si desea un enfoque TL: DR (o un parámetro de ordenación rápida), busque 'unidad de puerta de nivel lógico' en algún lugar de la página principal.
@twitchyliquid: el FET más barato y desagradable, horrible, feo y perverso en el carcaj de Digikey es el 2N7002P de 14 13 8 3 centavos en 1 10 100 1000 cantidad. | Compárelo con la hoja de datos IRLM6402 en 40 22 13 10 en los mismos volúmenes (es decir, 2 a 3 x según lo estimado) Y el canal P y vea las diferencias !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!! Vds 0.25V a 1A a Vgs = 2.25V, ....
.... Vds =~ 0.12V a 2A a Vgs = 7V. 25A a 1V Vds justo antes de que se vaporice a 7V Vgs (es decir, para pulsos súper cortos hará milagros). | Totalmente sin comparación. | Lo que :-)

Respuestas (2)

El encendido se rige por el voltaje de umbral.
Vth o Vgs_th o similar.
Esto se especifica en una corriente establecida, generalmente pequeña, 10 uA o 100 uA o, a veces, 1 mA.
El voltaje de encendido útil es un voltio o más por encima de este valor y la operación completamente mejorada necesita típicamente 2 o 3 veces más voltaje.

La mayoría de las hojas de datos (todas buenas) contienen gráficos que muestran la corriente que puede pasar en varias combinaciones de Vgs y Vds. Estos a menudo se administran a dos temperaturas, a menudo 25 C y 125 C.

A continuación se muestran dos conjuntos de curvas para un MOSFET BSS138. No recomiendo este MOSFET ya que hay muchos, muchos mejores disponibles, PERO es una opción popular para los aficionados.

La figura 6 muestra Vds frente a Ids (o Id) para varios valores de Vgs.
Cuando las curvas se elevan relativamente verticalmente, el FET está en un modo casi resistivo: la resistencia en cualquier punto viene dada por R = V/I = Vds/Ids en ese punto. Cuando comienzan a curvarse hacia la derecha, el FET ingresa a un modo de corriente constante ~= y la resistencia aumenta con el aumento de Vds con un aumento mínimo en la corriente.

Para Vgs = 2V, el FET está completamente activado hasta aproximadamente 0,1 A. Está cerca de CC (modo de corriente constante por Id=0.2A.

A Vgs = 2,5 V, está en modo resistivo hasta aproximadamente 0,5 A cuando Vds es de aproximadamente 0,9 V.

En Vgs = 3,5 V, está en modo resistivo para todos los ID que se muestran en el gráfico.

La figura 7 es inusual: no muchos FET muestran este gráfico.
Esto muestra Id para valores de Vgs por debajo de lo que normalmente se consideraría Vth. También muestra curvas mínimas, típicas y máximas: un conjunto de datos muy inusual pero muy informativo. Se puede ver en la Fig. 7 que para obtener 1 uA Id necesita alrededor de 0,55 / 0,8 / 1,15 V Vgs min/typ/max.
Para obtener 1 mA, necesita alrededor de 0,8/1,0/1,6 V min/typ max Vgs.

Entonces, en este caso, se puede decir que el FET está "comenzando a encenderse" con aproximadamente 1.1V en el peor de los casos en la puerta, cuando obtiene aproximadamente 1 mA Ids. Pero para obtener, digamos, 500 mA, querrá 3.5 V o mejor para Vgs.

Como regla general, cuanto mayor sea Vgs, mejor, siempre que nunca se exceda Vgsmax. Exceder Vgs por una cantidad modesta (digamos 10%) PUEDE conducir a la ruptura del aislamiento de óxido de la fuente de la puerta y la destrucción del FET.

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AGREGADO:

Vth o Vgsth es un punto de partida útil PERO los gráficos son MUCHO más útiles y son tus grandes amigos. Aprende a usarlos y aprecia lo que te dicen. Un único parámetro es relevante en un solo punto y suele ser un valor típico. Rdson (= la pendiente de la curva Vds/Ids en algún punto específico) a menudo se da para operación pulsada a 25C. Para comprender correctamente lo que sucede, debe observar los gráficos. NO les tengas miedo: una vez que aprendas a usarlos, son mucho más útiles de lo que puede ser cualquier figura.

Gran explicación gracias. Para aclarar, una buena forma de verlo para un novato como yo sería: 1. determinar el consumo de corriente y el voltaje de mi carga. 2. Busque en las hojas de datos los gráficos de corriente de drenaje frente a voltaje de compuerta. 3. Encuentre chips que puedan entregar mi corriente dada para esos voltajes, en mi voltaje de puerta.
@64bit_twitchyliquid Sí y no. Estoy asumiendo que funciona efectivamente como un interruptor de encendido/apagado. Idsmax debe ser suficiente para sus necesidades y Vdsmax debe ser al menos más alto que el voltaje más alto que verá por cualquier motivo durante la operación. Luego observa cuánta pérdida de energía y caída de voltaje puede tolerar cuando está encendido. La pérdida de potencia es I^2 x Rdson más las pérdidas de conmutación. La caída de voltaje es I x Rdson. I es I instantáneo y si usa I mean o I peak o Ixxx, pero generalmente sabe si puede aceptar 1 Watt o 10 o 100 pérdidas (generalmente sí / tal vez / de ninguna manera, pero esto puede variar) ...
.... y sabe si la caída de 0,1 voltios, 1 voltio o 10 voltios está bien. por ejemplo, en un sistema de 3V a 10A, 0,1 V PUEDE ser tolerable y 1V rara vez lo sería. Entonces Rdson de < R = V/I = 0.1/10 = 10 miliohmios sería un punto de partida. Pérdida de potencia resistiva entonces = I^2 x R = 10^2 x 0,01 = 1 vatio y potencia total aquí = V x I = 3 x 10 = 30 W, por lo que la pérdida es 1/30 ~= 3%, así que tal vez esté bien. Un FET de 5 o 2 o 1 miliohmios sería mejor pero más caro, por lo que miraría las especificaciones y el costo, etc., y decidiría. ENTONCES hay pérdidas de conmutación y capacitancia de la puerta (que afectan la velocidad de conmutación, etc.) y ... a considerar.

Al comprobar el R d s a V gramo s grafico.

Un MOSFET está encendido mientras V gramo s ≥ V gramo s ( o norte ) . Por lo general, usted determina si el FET se enciende adecuadamente con el voltaje dado.

Por ejemplo, 2N7000la hoja de datos especifica un R d s ( o norte ) en V gramo s = 10 V pero se prende bastante con V gramo s = 4.5 V por lo que es utilizable en la lógica.

Um, creo que entiendo. Entonces, el gráfico Rds -> Vgs muestra qué resistencia habrá entre el drenaje y la fuente para un voltaje de puerta dado. ¿Será esto (principalmente) independientemente del voltaje Drain-Source? No puedo encontrar ese gráfico en la hoja de datos BS270. farnell.com/datasheets/104927.pdf En cambio, hay un gráfico con Rds y corriente de drenaje. ¿Puedo usar eso en su lugar?
R d s es también una función de I d así que definitivamente ten cuidado con eso. En la página 3, figura 2, el gráfico es R d s a I d en varios V gramo s y hay una línea de trama para 5V, así que úsala. Además, ¿por qué usar BS270? Esa parte es casi un orden de magnitud peor que
... peores que 2N7000y cuestan casi lo mismo. Tengo experiencias muy positivas al conectar MCU con 2N7000 directamente, usando lógica de 5 V y 3,3 V.
He estado mirando el BS270 porque solo cuesta $ 0.06 AUD cada uno y está en un estuche T-92. Estoy tratando de construir un conjunto de componentes de propósito general en mis cajones de partes a un precio económico, y necesito encontrar algo para 200-300ma a 5V. Ya he encontrado FET para cosas de alta corriente y NPN para cosas de baja corriente. La razón por la que pregunté cómo leer las hojas de datos de esta manera es porque quiero aprender a poder comparar en función de estos atributos y precios, en lugar de publicar mis requisitos y que la gente sugiera componentes individuales.
Compré una acción de 50 2N7000s, el mismo paquete TO-92, a menos de medio centavo de dólar cada uno de Shenzhen y afirmaron que es de Fairchild Semiconductor. Esas piezas de gominolas se producen en masa (pruebe miles de millones a la semana) y son muy baratas. Cuando busque piezas genéricas, busque términos como "mosfet de canal n genérico" en Google y será de gran ayuda. Esos FET de alta corriente de IR (p. ej. IRF540y IRF4905) también se producen en masa de manera similar. Las acciones que BS250compró probablemente se volverán a etiquetar y 2N7000se venderán a un precio más alto.
Este tipo vende paquetes de 100 2N7000s a CNY 35, aproximadamente medio centavo de dólar cada uno. Y este tipo ofrece 2N7002s a alrededor de 1 centavo de dólar cada uno.
¿TeoBao solo realiza envíos dentro de China? He trabajado valientemente con el traductor de Google, pero no puedo encontrar opciones para envíos internacionales.
Algunos vendedores lo hacen. O puedo encargarme del envío internacional por usted, pero eso le costará US$ 5 adicionales.
@64bit_twitchyliquid ¡Vale la pena conocer Maxthon :-)! - pero también está Alibaba y sus numerosos vendedores, algunos de los cuales ofrecen envío internacional gratuito incluso en pedidos muy pequeños. O alrededor de $ 30 US por un mensajero de DHL, por ejemplo, si el tiempo es importante. He tenido buenos resultados con la electrónica Baite (¿10 x Arduino mini pro? por $ 30 de envío gratis, funciona bien) y casi solo vendedor de CN3058E cuando quería algunos para la creación de prototipos (muchos vendedores sin sufijo E). Además, muchos vendedores de eBay operan fuera de Hong Kong o China con tarifas anunciadas o "gratis" con el pedido.
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