Selecionando um MOSFET para uso em DC

Eu tenho uma pergunta geral sobre a seleção do MOSFET. Estou tentando selecionar um MOSFET para uso em DC. Estou procurando substituir um relé 5A 24V por um MOSFET do tipo N.

O MOSFET seria acionado a partir de um micro, então eu precisaria de um portão de nível lógico. O micro é 5v Logic.

Eu vou produzir em massa, então o custo é o meu principal fator.

A maioria dos MOSFETs com os quais me deparei não possui uma área DC destacada nas curvas SOA. Por exemplo, o que eu estava olhando potencialmente era o IRLR3105PBF.

Folha de dados aqui

Aqui estão os parâmetros que eu olhei:

VDSS Max = 55V, que é >> do que o meu barramento de 24Vcc, então está tudo bem.

Power Calc - 5A * 5A * 0,37mOhm = 0,925W (Alto, mas acho que um DPAK pode lidar com isso)

FIGURA 1 e 2 - VGS a 5V -> VDS = 0,3V a 25C (mas o gráfico 20uS Pulse quero que seja DC?) VGS a 5V -> VDS = 0,5V a 175C (novamente quero que seja DC? )

FIGURA 8 - Observando VDS - 0,5V (pior caso), mostra apenas 1V. 1V pode subir até 20A muito mais do que eu preciso para um pulso de 10mSec. (Estou realmente confuso sobre isso, devo apenas assumir que terei VDS de 1V olhando isso?)

Mas então vem a minha pergunta principal: Quero DC, onde procuro isso?

Esta é apenas uma má escolha? (Tenho a sensação de que é porque em nenhum lugar da planilha se fala sobre DC) O que devo procurar ao pesquisar no Digikey?

TLDR Como devo selecionar FETs para uso em DC?

Se você precisar de uma operação de corrente contínua, deve realmente usar um MOSFET com classificação de corrente contínua em sua Área de operação segura.

Os MOSFETs que não possuem a curva CC podem sofrer fuga térmica quando usados ​​em aplicativos de corrente contínua e são destinados ou especificados apenas para aplicações de comutação. Pontos de acesso locais internos podem ocorrer e os MOSFETs podem falhar ("Efeito Spirito").

O motivo é a queda da tensão limiar de porta a fonte para uma temperatura crescente, geralmente em baixas tensões de porta a fonte. Os detalhes desse problema geralmente não são especificados nas folhas de dados; portanto, o único indicador geralmente é o diagrama SOA que possui ou não uma curva DC. A Fig. 3 na folha de dados do seu MOSFET parece que o ponto de passagem térmica do V _GS está um pouco abaixo de 4 V. Na minha opinião, você está do lado arriscado ao usar esse MOSFET em particular com um driver que pode fornecer apenas 5 V. Para o pior cenário, considere sua fonte na extremidade baixa (4,5 V) e permita uma queda de tensão no estágio de condução. Mais cedo do que você gostaria, você acaba em algum lugar em torno de 3,5 V.

Observe que as classificações máximas absolutas (25 ou 18 A a 25 ou 100 ° C, respectivamente) são especificadas a uma tensão porta-fonte de 10 V , quando o seu MOSFET está totalmente ligado . Eles não se aplicam a tensões mais baixas entre a porta e a fonte.

Mais informações sobre o plano de fundo aqui: https://electronics.stackexchange.com/a/36625/930

Veja os produtos da Solid State Optronics. http://www.ssousa.com/home.asp Os que estamos usando (SDM4101, SDM4102) têm um optoisolador embutido, mas são apenas 3,4A. Estou prestes a começar a testar uma configuração com 2 em paralelo para maior capacidade atual. As características térmicas dos Mosfets significam que a resistência aumenta com a temperatura, por isso, se alguém começar a extrair mais corrente, aquecerá, aumentará a resistência e mais corrente fluirá através de seu gêmeo. Ou então a teoria continua!

Eles mencionam que a corrente máxima de dreno é contínua de 18 A a 100 graus C. Se o seu relé original nunca viu mais de 5 A contínuos, você estará bem.

Para responder sua pergunta: observe a classificação contínua. Está no topo da primeira página e também é listado como uma das primeiras características elétricas como um máximo absoluto. Posteriormente, ele está na tabela de características do dreno de origem no final da página 2.

É importante fazer o que você fez e avaliar a dissipação de energia (RDSon * I ^ 2) Isso parece um FET razoável. Em um DPAK, imagino que você o soldará em um PCB para dissipação de calor.

As figuras na seção Máximo absoluto cobrem a operação contínua em corrente contínua. As curvas SOA mostram que você pode exceder essas classificações por breves períodos, mas você pode ter 18 ampères contínuos, desde que mantenha a caixa abaixo de 100 ° C.

Apenas estime a potência de I ^ 2 Rds_on. Mas lembre-se de que o Rds_on aumenta com a temperatura, normalmente eu permito um aumento de 50% no Rds_on.

Reduza seus Rds na tensão de unidade de pior caso, digamos, 4.5 para confiabilidade, e há muitos FETs de custo semelhante com capacidade de 16 A ou dispositivos menores e mais baratos.

http://www.diodes.com/datasheets/DMN6040SK3.pdf . Porta 16A de 50mA, 4.5V. R $ 0,20 @ 1 rolo