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トランジスタ技術 1999年3月より
MOSFETのゲートしきい値電圧の測定回路において

MOSFET:2SK2614
RL:500Ω
RG:100Ω
VDD:15V
VGG:可変

まず電源電圧を15Vとします。
次にVGSの測定条件VDS=10V、ID=1mAからRLを求めると500Ωとなります。
発振防止用のゲート抵抗100Ωを挿入してVGGを可変し電流計の値が1mAになったときのゲート・ソース間電圧を読み取ります。

上記の内容でなのですが、
まず電源電圧を15Vとします。
これの意味がわかりません。なぜ15Vを選択した理由がわからないのです。
次にVGSの測定条件VDS=10V、ID=1mAからRLを求めると500Ωとなります。
これも、どういった公式から求めたのががわかりません。
発振防止用ののゲート抵抗を100Ωとした理由もわかりません。

いろいろ書いてみましたが、全部わかりません。
書物やネットで調べてみたのですが、求め方やその公式などが省略または載っていなくどうしても理解できませんでした。

初心者の為どういったこと書けば良いかわからなかったので、回答していただく上で必要な情報やお答えを書いていただければと思います。

どうぞよろしくお願いします。

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A 回答 (2件)

要するにMOSFETが、



ID=1mA

となる場合のVgsを求めようという話ですね。その中で測定条件として、VDS=10Vであることですね。

>なぜ15Vを選択した理由がわからないのです。
VDS=10Vの条件で測定しますので、最低で10V以上の電源を使う必要があります。ここまではいいですね。
でなぜ10Vを使わないのかといえば、単純にいうと通常10Vの電源は特殊だからです。一般に電源の電圧で一番多いのは、5V,12V,15V,24Vです。
これらは容易入手です。24Vはさすがに無駄に大きすぎるので12Vか15Vを使うわけですが、どちらを選ぶからは自由です。
今回はたまたま15Vを使ったというだけか、ほかの試験などで15Vまで欲しい理由があったかもしれません。

>次にVGSの測定条件VDS=10V、ID=1mAからRLを求めると500Ωとなります。
>これも、どういった公式から求めたのががわかりません。
多分RLは5KΩの間違いではないかと思いますが、、、、まあ説明しましょう。

RLはドレインにつないでいますよね。つまり電源+15Vからこの抵抗、そしてFETのドレイン-ソース-グラウンドですね。
(そのトラ技は持っていないので推測ですが)

で、オームの法則では、RLの両端の電圧は、流れる電流がIDならば、ID×RLです。VDS=10Vなので、抵抗にかかるべき電圧は電源電圧15V-10V=5Vだから、ID=1mAのときに5Vとなるには、RL=5V/1mA=5000Ωとなります。
トラ技で500Ωと書いてあるのはその数字が間違いなのか、あるいは先に書いた回路構成の推測が間違っているかのどちらかですね。

>発振防止用ののゲート抵抗を100Ωとした理由もわかりません。
FETは発振しやすいのでその対策ですね。
発振しないようにするには応答速度を下げればよいのです。
FETのゲートには寄生容量Cが数百から数千pFあります。仮に1000pFとしましょう。応答速度、つまり時定数はC×Rなので、Rが100Ωならば、

1000pF×100Ω=0.1μsec

となります。周波数にして10MHzですね。この程度まで応答速度(周波数)を下げれば発振の危険はだいぶ下がります。このあたりは経験値です。まあ配線関係そのほかの寄生容量などを色々検討すれば、発振するかどうか理屈で求めることもできますけど。

で、もちろんこれより抵抗値は大きくしてもよいのですけど、あまり大きくする必要はないのでこの程度にしているのでしょう。
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この回答へのお礼

とてもわかりやすい回答ありがとうございます。

今まで専門に特化した方に教えていただくことがいくらかあったのですが、ほとんどの基礎を知っていることを前提にに話をしてくださっていたようで自分には理解ができていなかったことが多かったみたいです。なので、初心者の私にも分かり易くてとても助かりました。

>トラ技で500Ωと書いてあるのはその数字が間違いなのか、あるいは先に書いた回路構成の推測が間違っているかのどちらかですね。
詳しくない私が言うのも何なんですけれども、walkingdicさんが推測していただいた回路構成はほぼ完璧なぐらいに合っていると思われます。
トラ技も間違いがあると聞くことがあるので、たぶんトラ技の間違いかと思います。

最初に回答いただいた方も言っておりましたが、数少ない情報から推測していただき、尚且つ分かり易い説明をありがとうございました。
今年一年回路の勉強に取り組んでいく予定で、何度か書き込むことがあると思いますが、また教えていただけると幸いです。

久しぶりに分かり易い回答をいただくことができつい嬉しくなって余計なことで文が埋まってしまいましたが。。。

本当に回答ありがとうございました。

お礼日時:2008/05/15 13:32

> 回答していただく上で必要な情報



回路が不明では何とも。
雑誌名と号数だけ示されても
持っていなければアウトだし
持っていても探してまで、ということなら
二の足を踏む方も多いのでは。
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    • 0
この回答へのお礼

回路図がやはり一番重要となるみたいですね。
次にまたこのようなことがある場合はわかるようにしたいと思います。

回答ありがとうございます。

お礼日時:2008/05/15 13:12

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QMOSFETのゲートドライブ電流

こんにちは
最近趣味でマイコン(PIC)を始めたばかりの初心者です。
(電子回路も詳しくありません。)
PICの出力(吐き出し電流5V、最大25mA)をMOSFETにつなぎ、
12V1Aほどの負荷(DC電球)を数ヘルツ程度の低速でON/OFFする回路を考えています。
PICのプログラムはLEDで動作確認できましたが、12V1A程度の電源がないので
実験できず、机上で確かな計算をする必要があります。

ゲートには適当な抵抗をつけて直接PICにつなげばいいと思っていたんですが、
その『適当な』抵抗の値をいくつにすればいいのか、わからなくて色々調べていたら、
なにやら『ゲートドライブ電流』というのがあるとわかりました。
1/tr*Ciss*Vgで求めるということです。

使おうと思って買ってきたMOSFET(2SK2782)のデータで
http://www.semicon.toshiba.co.jp/td/ja/Transistor/Power_MOS_FET/20050902_2SK2782_datasheet.pdf
計算するとtr=15ns,Ciss=880pFで、約290mAということになります。

この『ゲートドライブ電流』というのは、トランジスタとは違って
D-S電流の大小にかかわらず、いつもこの値を流さないといけないんでしょうか?
1Aの負荷をON/FFするのに、290mAも流さないといけないとしたら
どっか私が誤解しているとしか思えないのですが…

MOSFETにした理由は、PICの出力をほぼ直接つなげられ、(そういう回路をよく見かけたので)
部品点数が減らせるということでした。
またトランジスタをつかうと、大きな電流を扱うものはヒートシンクが
必要になりそうで工作が大変になる。というのもありました。

よろしくおねがいします。

こんにちは
最近趣味でマイコン(PIC)を始めたばかりの初心者です。
(電子回路も詳しくありません。)
PICの出力(吐き出し電流5V、最大25mA)をMOSFETにつなぎ、
12V1Aほどの負荷(DC電球)を数ヘルツ程度の低速でON/OFFする回路を考えています。
PICのプログラムはLEDで動作確認できましたが、12V1A程度の電源がないので
実験できず、机上で確かな計算をする必要があります。

ゲートには適当な抵抗をつけて直接PICにつなげばいいと思っていたんですが、
その『適当な』抵抗の値をいくつにすればいい...続きを読む

Aベストアンサー

 
 
>> MOSFETにした理由はport出力を直接つなげられ部品点数が減らせる、また(バイポラー)トランジスタをつかうと大電流を扱うとヒートシンクが必要になりそう <<

 拝見しました、
nice decision、いいFETを選択しましたね、このパッケージは数個なら DIP-ICの足と同じ 2.54mm ピッチに立てて実装できて小さくおさまるので私も使ってました。
負過の電流と点滅頻度からして、heat-sink不要、ゲートに入れる直列抵抗も不要です。(バイポ育ちの人は生活習慣的に抵抗を付けたがりますが今回は不要です。)

 ぜひFETで育ってFETのノウハウを身に着けてください。FETはバイポのような熱望走も起きないし、バイポでは禁止技の並列駆動が得意技です、今回関係ないですがゲート充放電を高速にしたい場合はマイコンのportを並列に繋ぐこともできます、などなどです。

 心がけは、リセット後portをすぐ出力状態にすることですね。

 余談ですが;
もし方式的にどうしてもフロートがあり得る場合は、ゲート直列抵抗ではなく並列プルダウン抵抗(100kΩとか無駄ない電力消費が無い値)を付けます。これも立てて実装できる抵抗アレイがお奨めです。
 
もう一つ参考までにゲート駆動抵抗の高度な話です;
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1012880
 No13の波形。大きな抵抗を付けて重い仕事をさせると ゲートにこんな「邪魔な波形」が現れるので 抵抗はできるだけ小さくします。
 ゲートとドレイン間のCrssは ゲート電圧で充放電されてるのではありません。FET自体が「反転型アンプ」で このコンデンサは負帰還素子です。
 
 

 
 
>> MOSFETにした理由はport出力を直接つなげられ部品点数が減らせる、また(バイポラー)トランジスタをつかうと大電流を扱うとヒートシンクが必要になりそう <<

 拝見しました、
nice decision、いいFETを選択しましたね、このパッケージは数個なら DIP-ICの足と同じ 2.54mm ピッチに立てて実装できて小さくおさまるので私も使ってました。
負過の電流と点滅頻度からして、heat-sink不要、ゲートに入れる直列抵抗も不要です。(バイポ育ちの人は生活習慣的に抵抗を付けたがりますが今回は不要です...続きを読む

QMOS-FETの許容損失とは?

タイトル通りですが,MOS-FETのカタログに載っている許容損失とは
何なのでしょうか?
MOS-FETを使ったスイッチング回路を作ろうとしていて,どのFETを使うか
カタログを調べているのですが許容損失をどう考慮すればよいのかがわかりません。。

Aベストアンサー

1.許容損失
許容損失とは、「接合部温度が最大定格値に達するときの消費電力」をいいます。
(注 MOS FETには接合部(ジャンクション)というものはなく、チャネルがこれに相当します)

(↓(5)最大許容損失 の項参照)
http://www.rohm.co.jp/products/databook/tr/pdf/transistorsiyoujou-j.pdf

許容損失には、「最大許容損失」と「許容損失」があります。
最大許容損失は、デバイス固有の値ですが、許容損失は使用条件、周囲条件によって変わります。
(いずれも、接合部温度が最大定格に達するときの損失電力です)

2SK1382のデータシートです。
http://www.rohm.co.jp/products/databook/tr/pdf/transistorsiyoujou-j.pdf

「チャネル・ケース間」の熱抵抗は、0.65℃/Wとなっています。
一般にはケース温度は(25℃)で考えますので、チャネル温度が150℃(最大定格)であれば、
  最大許容損失(W)=(150-25)℃/0.65℃/W=200Wと計算されます。
つまり、このデータシートの「許容損失」は「最大許容損失」を表しています。

熱抵抗にはもうひとつ、「チャネル・大気間」の熱抵抗があり、これは35.7℃/Wと記載されています。
つまり、デバイス単体では(放熱板を全く付けない状態では)、
  許容損失(W)=(150-25)℃/35.7℃/W=3.5W
たった3.5Wでチャネル温度は、150℃になってしまうことがわかります。

逆に、最大許容損失は、「”周囲温度が25℃で”、無限大大きさの放熱板を付けた場合」と解釈されてもよいことになります。
先ほど、「許容損失は使用条件・周囲条件によって変わる」と申し上げましたが、もし周囲温度が60℃であったらどうなるでしょう。
  許容損失(W)=(150-60)/35.7=2.5W
に下がってしまいます。(2.5℃でチャネル温度は150℃になる)
これに放熱板を付ければ、熱抵抗が改善されることにより、許容損失はより大きくなります。

2.放熱設計
周囲温度が最高60℃に達する可能性のある環境下で、2SK1382を使用し、損失電力が30Wある場合に必要な放熱板の大きさを求めてみます
なお、絶縁シートの熱抵抗は0.4℃と仮定します。
詳細説明は下記資料を見てください。
http://www.picfun.com/heatsink.html

 所要全熱抵抗=(150-60)℃/30W=3℃/W
 所要放熱板熱抵抗=3-0.65-0.4=1.95℃/W
 上記資料のグラフから1.95℃/W→約450cm2

再び、2SK1382のデータシートを見てください。
3ページ中段右に「Vds-Vgs」のグラフがあります。
このグラフから、2SK1382はVgsを4Vでドライブすれば、30A流れても、Vds=0.6Vであり、チャネル損失は18W程度であることがわかります。
更にVgsが10Vでドライブすれば、チャネル損失は12Wになることがわかります。

ただし、この計算は、「チャネル損失はオン時にのみ発生し、オフ時には損失は発生しない」と仮定しています。
低速スイッチングにおいては、この考え方でよいのですが、高速スイッチングになると、過渡状態においても損失が発生するので、これを考慮することが必要となります。

3.ディレーティング
最大定格は、「一瞬たりとも、この条件を超えてはならない動作条件」です。
この条件下で使用することで、永久的な動作が保証されるものではありません。
温度と寿命の関係にはアレニウスの関係式が使われます。
(↓59ページ (2)温度ストレスによる加速)
http://www.ncsd.necel.com/reliability/pdf/PQ10478JJ02V0TN_ch02.pdf

この式から、デバイスの寿命は、「温度が低くなるほど長くなる」ことがわかります。
逆に、例えば120℃程度であっても、高温ー低温の繰り返しがストレスになることは、常識的にも明らかでしょう。

放熱設計は、確率的要素も含んだ極めて難しい問題です。
これらを、配慮して、放熱設計では「ディレーティング(使用条件を緩和する)」という考え方がとられます。

参考URL:http://www.rohm.co.jp/products/databook/tr/pdf/transistorsiyoujou-j.pdf

1.許容損失
許容損失とは、「接合部温度が最大定格値に達するときの消費電力」をいいます。
(注 MOS FETには接合部(ジャンクション)というものはなく、チャネルがこれに相当します)

(↓(5)最大許容損失 の項参照)
http://www.rohm.co.jp/products/databook/tr/pdf/transistorsiyoujou-j.pdf

許容損失には、「最大許容損失」と「許容損失」があります。
最大許容損失は、デバイス固有の値ですが、許容損失は使用条件、周囲条件によって変わります。
(いずれも、接合部温度が最大定格に達すると...続きを読む

QMOSFETのgm-Vgs特性

MOSFETのgm-Vgs特性のグラフを書きたいのですが、
gmの求め方が分かりません。分かっている値は、Id,Vds,Vgsです。
お願いします。

Aベストアンサー

>>>
そのときのgmは求まりましたが、gm-Vgs特性のVgsの値はどうすればいいんですか。

Vgsは横軸です。

一例を挙げますと、
Vgs=0~0.1のときのΔIdを、Vgs目盛が0.1のところの真上にプロット
Vgs=0.1~0.2のときのΔIdを、Vgs目盛が0.2のところの真上にプロット
Vgs=0.2~0.3のときのΔIdを、Vgs目盛が0.3のところの真上にプロット
・・・・・

あるいは
Vgs=0~0.1のときのΔIdを、Vgs目盛が0.05のところの真上にプロット
Vgs=0.1~0.2のときのΔIdを、Vgs目盛が0.15のところの真上にプロット
Vgs=0.2~0.3のときのΔIdを、Vgs目盛が0.25のところの真上にプロット
・・・・・

本当は後者のほうが良いのかもしれませんが、通常、前者のほうを採用します。


これにて退散・・・

Qトランジスタのベース・エミッタ間飽和電圧とは

電子回路の本を読んでいて、トランジスタに「ベース・エミッタ間飽和電圧」という用語があるのを知りました。

以下のことを知りたいと思い検索してみましたが、なかなか良い情報にたどり着けませんでした。

1. この電圧の定義 : ベース端子とエミッタ端子の間の電圧なのか?
2. この電圧の特性 : 大きければいいのか、小さいほうがいいのか?
3. 飽和の意味: コレクタ電流が最大になった状態という意味で正しいのか?

上記に関する情報または情報源についてよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

>1. この電圧の定義 : ベース端子とエミッタ端子の間の電圧なのか?

回答>>そうです。

>2. この電圧の特性 : 大きければいいのか、小さいほうがいいのか?

回答>>どちらかと言えば小さい方が良い。

>3. 飽和の意味: コレクタ電流が最大になった状態という意味で正しいのか?

回答>>ベース・エミッタ間飽和電圧はコレクタ電流が最大になった状態とは違います。
 まず、コレクタには外部から定電流源で規定の電流、例えば100mAを流しておきます。このときベースにも規定の電流を外部から定電流源で、例えば10mAを流します。このベース電流は半導体メーカによりますが、コレクタ電流の1/10または1/20を流します。通常hFEは100くらいか、それ以上の値を持ってますのでこのベース電流は過剰な電流と言うことになります。例えばhFEが100あったとすれば、ベース電流が10mAならコレクタ電流はそのhFE倍、すなわち1000mA流せることになります。逆にコレクタ電流を100mA流すのに必要な最低のベース電流はその1/hFEでよいわけですから、1mAもあればよいわけです。
 「ベース・エミッタ間飽和電圧」の仕様はトランジスタをデジタル的に動かしてスイッチとして使う場合を想定したものです。
 例えばコレクタ負荷が抵抗で構成されてる場合にトランジスタがONしてコレクタ電流として100mA流す場合、トランジスタをしっかりONさせるためにベースにはhFEから考えてぎりぎりの1mAより多くの電流を流します。
 このように必要以上にベース電流を流すことをオーバードライブと言いますが、そのオーバードライブの度合いをオーバードライブ係数、Kov=Ic/Ib で定義します。コレクタ電流を100mA流し、ベース電流を10mA流せばオーバードライブ係数、Kovは 10になります。
 実際にトランジスタをスイッチとして使用する場合はこのオーバードライブ係数を目安にして、ベース電流を流すように設計します。その際、ベースーエミッタ間の電圧VBEが計算上必要になりますのでこのベース・エミッタ間飽和電圧を使います。例えば、NPNトランジスタをONさせてコレクタに100mA流す場合、ベースにコレクタ電流のKov分の1の電流を流すようにベースと信号源の間の抵抗値RBを計算します。信号源の「H」の電圧が2.5Vの場合、RBはベース・エミッタ間飽和電圧をVBE(sat)とすれば、

    RB=(2.5V-VBE(sat)/10mA 

のようにして求めます。

>1. この電圧の定義 : ベース端子とエミッタ端子の間の電圧なのか?

回答>>そうです。

>2. この電圧の特性 : 大きければいいのか、小さいほうがいいのか?

回答>>どちらかと言えば小さい方が良い。

>3. 飽和の意味: コレクタ電流が最大になった状態という意味で正しいのか?

回答>>ベース・エミッタ間飽和電圧はコレクタ電流が最大になった状態とは違います。
 まず、コレクタには外部から定電流源で規定の電流、例えば100mAを流しておきます。このときベースにも規定の電流を外部から定電流源で、例...続きを読む

Q電気・電子回路のバッファについて

電気回路にバッファというものがありますが、これはどのような働きをしているのですか?(74LS~ とか) 安定化のためにあるようですが…
詳しく教えて頂けませんでしょうか。

Aベストアンサー

バッファー(Buffer)は日本語に直訳すれば緩衝増幅器になります。緩衝増幅器は電流(波形)の増幅、電圧(波形)の増幅や整形、出力インピーダンス変換(高出力インピーダンスを低インピーダンスや整合インピーダンスに変換)のために挿入されます。回路1の出力を回路2の入力に接続する時、回路2を接続した影響が回路2に及ばなくしたり、出力波形の整形や出力インピーダンスを変換します。
ディジタル回路では出力用のバッファーでは
1)出力電流増幅、2)出力インピーダンスを下げる、3)論理レベル(1や0に対応する電圧)の電圧レベル調整・波形整形、が目的で
1)と2)はファンアウト増やす機能です。出力のタイプはオープンコレクター(オープンドレイン)、3ステート、単にファンアウトが大きいものがあります。
入力用バッファーでは、1)雑音や論理レベルが明確でないデジタル信号の波形整形(論理1と論理0の明確な信号に再生)、2)後続の回路の負荷(ファンイン)を減らして前置回路への影響を少なくする。
といった目的で使われ、主に入力電圧振幅に対して出力電圧にヒステリシス特性を持つシュミット回路が採用されています。

バッファー(Buffer)は日本語に直訳すれば緩衝増幅器になります。緩衝増幅器は電流(波形)の増幅、電圧(波形)の増幅や整形、出力インピーダンス変換(高出力インピーダンスを低インピーダンスや整合インピーダンスに変換)のために挿入されます。回路1の出力を回路2の入力に接続する時、回路2を接続した影響が回路2に及ばなくしたり、出力波形の整形や出力インピーダンスを変換します。
ディジタル回路では出力用のバッファーでは
1)出力電流増幅、2)出力インピーダンスを下げる、3)論理レベル(1...続きを読む

QMOSFETのゲートソース間電圧をかける向きについて

ディプレッション型nチャネルMOSFETと
エンハンス型nチャネルMOSFETで
ゲートソース間にかける電圧の向きを
反対にする理由を教えてください。
特に、ディプレッション型nチャネルMOSFETについて、
ゲートソース間にかける電圧の向きを
エンハンス型nチャネルMOSFETと逆にした場合、
ゲートソース間電圧を大きくするほど
nチャネルは狭くなってドレイン電流量が
小さくなるような気がしてしまいます。
でも、特性図を見ると私の考えが
間違っているようです。
初歩的な質問ですいませんが
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

蛇足かも知れませんが・・・

エンハンスメント型はノーマリイOFF(入力を与えない:Vgs=0でOFF)
Vgsにしきい値(Vgsth)以上を与えるとD(ドレイン)-S(ソース)間が導通(ON)します。
スイッチング動作の場合はOFFさせたいときはVgs=0,ONさせたいときはVgsth以上の電圧を与えます。
アンプに使用する場合はVgsは0~Vgsthの間にバイアス電圧を設定します。
殆どのMOSFETはこのタイプです。

デプレッションタイプはノーマリィON(Vgs=0でON:D-S間導通)
Vgsにしきい値を越えた電圧を与えてD-S)間が非導通(OFF)となります。
スイッチング動作の場合,ONさせたいときはG-S間を同電位とし,OFFさせたいときはゲート電位を大きくドレイン電位と反対方向に引きます。
アンプで使用する場合はVgsは0~Vgsthの間にバイアス電圧を設定します。
殆どのJFET(ジャンクションFET)はこのタイプで,かつてはしきい値電圧VgsthをVp(ピンチオフ電圧)と云っていました。(世代が知れるかも・・)
尚,一部のFET専門メーカーでは回路図記号でもエンハンスメント/デプレッション両タイプを識別出きるように又,ドレイン/ソースの識別できるようにシンボルを定めています。(興味が有れば自分で調べてください,JISでの表記はどうなっていたか覚えていません)

参考まで

蛇足かも知れませんが・・・

エンハンスメント型はノーマリイOFF(入力を与えない:Vgs=0でOFF)
Vgsにしきい値(Vgsth)以上を与えるとD(ドレイン)-S(ソース)間が導通(ON)します。
スイッチング動作の場合はOFFさせたいときはVgs=0,ONさせたいときはVgsth以上の電圧を与えます。
アンプに使用する場合はVgsは0~Vgsthの間にバイアス電圧を設定します。
殆どのMOSFETはこのタイプです。

デプレッションタイプはノーマリィON(Vgs=0でON:D-S間導通)
Vgsにしきい値を越えた電圧を与えてD-S)間が非導通(OFF...続きを読む

Qオシロスコープ 電流波形測定

タイトルの通りで、オシロスコープで電流波形の測定をしたいです。
オシロスコープは、電圧波形を測定するものと簡単には習いましたが、電流波形は測定できないのでしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

その通りです。
でも実際には回路に直列に問題にならない程度の抵抗を入れると
その両端に電流に比例した電圧が発生します。
これをオシロに入れれば電流波形が見れます。

QMOS-FETの高速スイッチでアンダーシュートを消すには?

高電圧(300V)をOn-Offするのに日立のMOS-FET 2SK3234を使って簡単なスイッチを作りました。回路はhttp://documentation.renesas.com/jpn/products/transistor/rjj03g1069_2sk3234ds.pdf
に載っている簡単なスイッチング時間測定回路です。ゲートに加えるパルスは幅500usの5VTTLをマイコンで作って、1Hzで直接ドライブしています。なるべく配線は短くするようにして回路を組んだところ、スペックに近い高速の立ち上がり、立下り時間を持ったソースドレイン間電圧Vdsを観測できました。ですが、ターンオンした際に、Vdsが300Vから0V(グランドレベル)を通り越して、-10V程度まで一旦下がり、時定数が100us程度のカーブを描いて0V付近に戻るような、アンダーシュートが見られます。
回路図にある抵抗RLやRGの値をいろいろ変えてみたのですが、やはり同じような時定数のアンダーシュートが見られます(ただし-10Vという大きさは変化しました)。
原因を考えたのですが、FETは初めて使ったので、よくわかりません。これを防ぐには何か方法があるのでしょうか?だれか経験のある方がおありでしたら、教えていただけないでしょうか。

高電圧(300V)をOn-Offするのに日立のMOS-FET 2SK3234を使って簡単なスイッチを作りました。回路はhttp://documentation.renesas.com/jpn/products/transistor/rjj03g1069_2sk3234ds.pdf
に載っている簡単なスイッチング時間測定回路です。ゲートに加えるパルスは幅500usの5VTTLをマイコンで作って、1Hzで直接ドライブしています。なるべく配線は短くするようにして回路を組んだところ、スペックに近い高速の立ち上がり、立下り時間を持ったソースドレイン間電圧Vdsを観測できました。ですが、ターンオンし...続きを読む

Aベストアンサー

考えられる原因を挙げてみると、

・寄生インダクタンスの影響
 FETがONする際に、DS間の浮遊容量などに蓄えられた電荷の放電が起きます。
 で、FET内部の配線などのインダクタンスの影響で、この放電電流が尻尾を引く可能性はあるかと思います。
 (電流の経路を考えると、浮遊容量を逆向きに再充電することになるのですが、「時定数100μでの減衰」をうまく説明できるかどうか。)

・測定器の問題
 (プローブからのケーブル内での反射などで)測定回路内で、オーバーシュートが起きている(ように見える)
 ただし、これも上記同様、100μ秒での減衰の説明がつきにくいので可能性は低いかと思います。
 (一度、確認はしておくほうがよいとは思いますが。)

 

QFETの発熱について教えてください。

FETの発熱について教えてください。

FET初心者です。

LEDのON/OFF、調光を制御するため、初めてFETを使ってみました。
電源は車の12vを使用、電流制限は、LM317を使用し、0.8Aとしています。
LEDはVf3.25V、電流0.8Aを3個直列につないでいます。
FETは、2SK3067を使用して、リレー代わりに動作させています。

電源側から、直列にポリスイッチ、LM317と3個のLED、FETはグランド接地という順
になっています。
FETは、Gを10kの抵抗接地して、TC4069UBPの出力で5kの抵抗を介して矩形波で
駆動しています。
4069は、調光用途です。
動作は見た目正常でLEDのON/OFF、調光など問題ありません。

気になるのは、発熱です。

放熱器なしでは、かなりの発熱があり、現在はTO220の放熱器を付けています。
FETは、発熱が少ないと聞いていたのですが、放熱器を使用するのは当然でしょうか?

なるべく放熱が少なくなるような方法がありましたら、ご教授ください。

Aベストアンサー

>FETのソースに抵抗を入れて,低圧(1.25V)のシャントレギュレータで帰還をかけます
部品がないのでシミュレーションだけですが、添付回路でできると思います。可変抵抗VRでLED電流を調整できます。シミュレーションで使ったMOS-FET1はON抵抗が0.1Ω未満のものなのでちゃんと0.7Aの電流が流れています(ON抵抗が数Ωもあると0.7Aも流れません)。ON抵抗の小さな2SK2232は1個100円と安価ですからこちらを使ったほうがいいと思います。ただしこの回路ではFETを完全にONにしないので、FETは多少発熱します(0.3Wくらい)。

[1] NJM431L http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00431/
[2] LM358N http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02324/
[3] 2SK2232 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02414/

QFETのゲートソース間電圧の波形で

FETを方形波でスイッチングする際にゲートソース間電圧の波形を観測して、綺麗な方形波が確認できたら理想的な状態でスイッチングロスなどもなくスイッチングしているということなのでしょうか?

Aベストアンサー

入力波形が綺麗だから理想スイッチングとは限りません
出力つまりドレインーソースが動作してないと(断線とか劣化とか)綺麗になる事はあります
ドレインからゲートへの帰還がある為に通常はゲート波形の乱れが起こります
負荷が軽いと帰還量も小さいので乱れも小さいです 特に立ち上がり立下り時
じゃあ 余裕のある設計すれば綺麗かと思いますが
余裕あるFETは入力容量も大きくドライブ回路も余裕が必要になり高価になります
無駄の少ない素子選びが大事となります
スイッチングロスは主に出力側つまりドレインーソースの特性で決まります。


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