haak zei:
Een standaard FET in een TO220 behuizing waar 60A/40V op staat explodeert als je er 60A bij 40V doorheen probeert te trekken.
De fabrikant van de FET liegt dus vaak.
Dat klopt inderdaad, hoewel... Het is een beetje verwarrend. Een FET kan geen 60A bij 40V verwerken want dat zou 2400Watt betekenen. Die FET's bestaan wel maar dat zijn enorme schroef dingen die in de regeling van zware electromotoren in b.v. een trein of tram zitten. Toch zie je in de specificaties van een FET in TO220 behuizing ook die waardes terug. Hier zit nu de verwarring. Die waardes kan die FET wel hebben maar NIET TEGELIJK.
Wanneer die FET dicht is, dus geen stroom geleid, kan hij maximaal 40V tussen de aansluitpennen hebben. Zet je een hogere spanning op de pennen dan is de kan groot dat de FET doorslaat. Bij 50V zal die kans klein zijn maar bij 70V is die kans al bijna 100%. Let op de FET staat dicht er loopt dus geen stroom doorheen.
Nu wordt de FET in geleiding gestuurd. Op dat moment wordt de weerstand van die FET bijna nul Ohm en kan er een flinke stroom gaan lopen. Hoe hoog die stroom is hangt af van het inwendige van de FET. De aansluitdraden van de pootjes naar de chip, de chip zelf en de weerstand van de chip als de FET in geleiding is. Wanneer de fabrikant opgeeft dat de FET 60A kan doorschakelen dan kan die FET dat ook echt. De aansluitdraadjes van de pootjes naar de chip zijn meervoudig uitgevoerd, de chip heeft voldoende grote afmetingen en de weerstand van de chip is laag genoeg.
Omdat die weerstand zo heel erg laag is zal de spanning die over de FET blijft staan ook erg laag zijn. Stel dat die weerstand 0,01Ohm is. Bij 60A blijft er dan 0,01*60=0,6V over de FET staan. Dat is heel veel minder dan 40V en het vermogen dat de FET moet verwerken is dan ook veel lager. Het vermogen is namelijk slechts 0,6V*60A=36Watt. Met een goede koelplaat is dat vermogen zonder problemen af te voeren.
Juist in dit laatste punt schuilt ook een "probleem". Ook wanneer de spanning en stroom lager zijn dan 40V en 60A kan die FET toch kapot gaan. Bij de specificaties staan namelijk nog twee hele belangrijke waardes en dat zijn het maximale vermogen en de maximale temperatuur. Deze twee waardes hebben veel met elkaar te maken. Die bovenstaande FET kan b.v. een maximaal vermogen hebben van 50Watt. Die 50Watt geldt alleen als de chip in de FET niet warmer wordt dan 25°C. Voor de meeste op silicium gebaseerde transistors, fets en diodes geldt een maximale temperatuur van 125°C.
Wanneer we nu de FET gaan gebruiken en er wordt 36W in de FET opgestookt dan zal hij goed warm worden. Ondanks dat het minder is dan de toegestane 50W zal de FET vrij snel kapot gaan. Dat komt omdat de warmte niet weg kan en de chip heter wordt dan 125°C. Als we nu de FET van een goede koelplaat voorzien kan het overgrote deel van de warmte via de koelplaat afgevoerd worden waardoor de chip in de FET veel koeler blijft. Hij zal ongetwijfeld warmer worden dan 25°C en daardoor zal het maximum vermogen van 50W iets zakken. Hoeveel dat kan je uit de grafieken van de FET halen, hoe warmer de chip hoe lager het vermogen.
Het is een lang verhaal geworden en misschien voor vele een hoop bla bla. Toch is het belangrijk dat je aan dit soort dingen denkt. Uitspraken zoals Haak hierboven deed kloppen niet en geven een verkeerd idee. Er steekt een heleboel achter waar je niet aan denkt als je er niets van af weet. Hierdoor kan je een motorregelaar of een ander apparaat verkeerd gebruiken zonder dat je het weet. Je denkt zelfs dat je het goed doet en toch blaas je de regelaar op of gaat je lader in rook op.
Denk er eens aan, er steekt meer achter die specificaties!
