SiR158DP N-Channel 30 V (D-S) MOSFET koeling voor klasse A/B

Dissipatie hangt van grootte koellichaam af (binnen de toegestane waardes uiteraard)
Gegeven waaarde is op een 'infinite heatsink'

A basic measure of a device’s thermal performance is the junction-to-case thermal resistance, RthJC, or the junction-to-foot thermal resistance.
RthJF. This parameter is measured for the device mounted to an infinite heat sink and is therefore a characterization of the device only.
(in other words, independent of the properties of the object to which the device is mounted.)

Arco,

Hoe moet ik deze FET tegen een koellichaam monteren ?
Groet Guus

Je soldeert het grote pad aan de pcb, dat fungeert als heatsink. Groter is beter. Kan ook dubbelzijdig, en dan met via's aan elkaar.
Eventueel nog een extra koelertje eroverheen...

Beste Arco,
Kan ik dan 10 Watt dissiperen bij 50 Graden ?
Zijn er andere TrenchFETs met een betere mogelijke koeling b.v TO220 ?
Groet Guus

Mag ik even wat rechtzetten? Dat dissiperen doet de koelplaat niet. Je dissipeert een bepaald vermogen in een FET (of een weerstand) door door er spanning op te zetten en er stroom gaat lopen. P=UxI. Je kunt zelfs 100W dissiperen in een super klein FETje. Wat je koelplaat doet is dat vermogen wat in warmte is omgezet af te voeren naar de omgeving. Hoe beter het thermisch contact met de omgeving, hoe beter dat gaat. Het verschil tussen omgeving en de FET blijft dan klein. Je hebt dan een kleine warmteweerstand.

Kan ik dan 10 Watt dissiperen bij 50 Graden ?

Hangt dus zoals gezegd van je printplaat af. Meeste fabrikanten hebben wel een application note om een pcb koeler te berekenen...

Hi Waters,

Wat ga je doen met die MOSFet?
Klasse-AB? betekend dit een gewone lineaire audio versterker?

Voor echt lineair gebruik is deze MOSFet niet echt geschikt.
En voor een schakelende versteker zal je rekening moeten houden met 5nF gate capaciteit, dat is geen kattepis

Dus, vertel eens wat echt je doel is, schema?

Groet,
Blackdog

Hi Bram,

Hiebij simulatie en resultaten.

kan FFT file niet posten is 4.097 Mb, wat nu ?

Bij 1V RMS uit ( 0 dBm ) zijn 2e en 3e harm onder -100 dBm

[Bericht gewijzigd door Henry S. op zondag 8 september 2019 17:16:33 (52%)

kan FFT file niet posten is 4.097 Mb

Als 't een plaatje is kun je dat toch kleiner maken met Paint o.i.d.?

Voor de Liefhebber

Ik moet er nog een hoop aan doen,
De current source is veeeel te temperatuur gevoelig.
Ik denk aan een LM334 met diode.
Verder moet er een relais aan de uitgang om inschakelverschijnselen
op de speakers / koptelefoon te onderdrukken en een
circuit / opamp om de DC op de uitgang op nul te houden.

[Bericht gewijzigd door Henry S. op zondag 8 september 2019 17:14:53 (90%)

Hi Guus,

Test je simulatie ook bij 50KHZ en het zelfde signaal niveau.
Dan ga je veel meer de capacatieve effecten van je gekozen componenten merken.

Groet,
Bram

Op 7 september 2019 13:10:00 schreef Waters:
Ik kom niet wijs uit de spec.
Hoe kan ik meer dan 4 Watt dissiperen ?

Door goed te koelen. Je zou deze op een IMS bord kunnen solderen en die op een koellichaam plaatsen, dan kan je de thermische weerstand naar de omgeving verminderen naar 4 a 5°C/W.

Kan dat met een koellichaam ?
Ik zie even niet hoe.

Als bovenstaande, maar je kan ook een vlak koper op normaal FR-4 aanbrengen en eventueel koelvinnnetjes toevoegen zoals Arco laat zien.

Zijn er andere Trenchfets met een TO220 behuizing ?

Letterlijk duizenden. Waarom een A/B met MOSFETs trouwens? Ik zou gewoon BJTs gebruiken, die zijn daarvoor meer geschikt.

Bram, dit is het 50kHz FFT file.
Kruimel, ik heb gezocht naar Trenchfet's, zeker geen duizenden gezien
die meer dan 10 W aankunnen, kun je me de spec's van 5 geven ?

Groet Guus

Op 7 september 2019 13:10:00 schreef Waters:
Ik kom niet wijs uit de spec.
Hoe kan ik meer dan 4 Watt dissiperen ?

Notitie "f" zegt dat het "steady state" in de orde van 65 graden per watt is. Dan wordt meer dan 1.5W al tricky! (100 graden opwarming is veel, maar zou ie tegen moeten komen, dus met "4W" en 23 graden per W, klopt dat wel. Totdat ik dacht: wacht. Dat is veel meer dan ik ZELF zou verwachten/goedvinden... )

D'r zijn een aantal mensen die al roepen dat het beter wordt als je een groot PCB vlak maakt en dat soort dingen. Dat vind ik wat "kort door de bocht": De specs in het datasheet gaan er al van uit dat je een groot (25mmx25mm !) koelvlak er aan hebt zitten.

Als het KAN zou ik ontwerpen op minder dan 1W per mosfet. Klaar!

Maar volgens mij KAN dat niet met het gekozen ontwerp, daar is dissipatie in de FET gewoon essentieel. Als ik dat aanneem....

1) Bestel je PCB met "dubbel koper". 2oz. Of ook wel 70µm.
2) Maak een groot vlak aan de drain van je mosfet.
3) Maak een hele hoop kleine vias (werkt beter dan minder, grotere) naar de andere kant.
4) doe daar een siliconen heat-pad.
5) en een koelvin/koeler.

edit: Oh, en als je beter wilt kunnen koelen, dan kan je natuurlijk ook voor to220 of to247 gaan. Die kan je gewoon relatief lomp op een koelvlak schroeven.

Op 7 september 2019 19:36:18 schreef Waters:
Kruimel, ik heb gezocht naar Trenchfet's, zeker geen duizenden gezien
die meer dan 10 W aankunnen, kun je me de spec's van 5 geven?

De naam "trench" is niet meer dan een beschrijving van de fysieke constructie van de MOSFET, er zitten dan verticale kanalen in het silicium geëtst om de ladingsverdeling te beïnvloeden om de actieve weerstand te verminderen. Volgens mij is dat voor je toepassing helemaal niet van belang dat het een specifieke opbouw heeft, een HEXFET bijvoorbeeld (zoals International Rectifier, nu Infineon die maakt) is geen trenchFET, maar werken wel in de meeste toepassingen en zijn gewoonlijk uitwisselbaar.

STripFET is de naam die ST er aan geeft, als je daar op zoekt vind je er wel meer, bijvoorbeeld de STP40NF03L, die in een TO-220 zit en minder dan €0,50 kost. Is zoiets geschikt voor je? Ik kan wel zoeken of ik trenchFETs vind in een TO-220 behuizing, maar dan moet ik een urenlange zoektocht doen om alle merknamen die er bij horen te analyseren en op te zoeken, terwijl ik de eerste toepassing die er afhankelijk van is nog moet vinden.

Overigens wil je nu een MOSFET gebruiken in een lineaire versterker, terwijl ze daarvoor eigenlijk niet zo goed geschikt zijn, zeker de nieuwere niet omdat die geoptimaliseerd zijn voor schakelen. Wat wil je precies doen? Is er een reden dat je deze specifieke transistor uit de duizenden beschikbare hebt gekozen? Wat zijn je 'design constraints'?

Wil je je schema eens posten? Ik ben wel benieuwd.

Zonnepaneeltje,
Hierbij het schema, ik heb de LTspice file al eerder gepost.
het moet natuurlijk nog wel "strakker" etc.
Kruimel
Ik heb naar goedkope Fets gekeken maar die zijn waardeloos in Klasse A.
Groet Guus

Op 7 september 2019 22:34:52 schreef Waters:
Ik heb naar goedkope Fets gekeken maar die zijn waardeloos in Klasse A.

Klasse A? Waarom zijn ze waardeloos? Welke FETs heb je naar gekeken? En waarom in godsnaam MOSFETs? Flikker dat MOSFET-idee bij het vuil en steek er een BJT in. Een MJL4281A is een mooie en speciaal voor dit doel gemaakt.

Er zijn MOSFET's voor lineaire toepassingen te krijgen dacht ik, opzich kan het wel als je die gebruikt. Anders zou je naar VFET's moeten kijken (vermogensvariant van de JFET), maar die zijn erg duur.

Je hebt ook vacuum-VFET's met een gloeidraad erin, maar die zijn er dan weer niet in SMD of andere compacte bouwvormen en de hoge spanning is wat onpractisch.

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op zaterdag 7 september 2019 23:38:26 (29%)

Klopt, ik verwees er naar in dit topic, maar ik heb ze nooit beschikbaar gezien ergens.

Die Vacuum-FETs met een gloeidraad schijnen wel goed te klinken, maar daar zijn over het algemeen weer geen Spicemodellen voor... Lastig, lastig, lastig.

Hi Waters,

Als uitgangsput nemen dat het goedkoop moet zijn is meestal vragen om mislukking.

Maar er zijn goede transistoren die niet te duur zijn en goede spacificaties hebben zoals in onderstaande lijstje.

2SC5200-NPN 2SA1943-PNP orgineel Thosiba, maar die zijn er niet(allen fake) meer en tegenwoordig ook van ON Semi/Faichild goed bruikbaar.
TTC5200-NPN TTA1943-PNP Orgineel Thosiba en nog te verkrijgen hier in Nederland bij ondermeer Farnell.

NJL3281D-N NJL1302D-P ON Semi setje met ingebouwde temperatuur sensing diode, zijn alleen lastiger te kopen.
Mooi lineair setje power transitoren.

Voor de wat kleinere vermogens transistoren kan je deze nemen:
D44H11-NPN
D45H11-PNP

Wil je Mosfets? neem dan deze, ontwikkeld voor audio.
2SJ160-P Series
2SK150-N Series

Verder dan nog een tip, pas je schematekentechniek een beetje aan, zodat het wat leesbaarder wordt

Groet,
Bram

Beste allemaal,

Ik heb een Luxman R1050 , een Onkyo Tx-8050 die alle spec's wegblazen.
Verder nog een hoop " computer audio boxen etc.
Dus daar hoef ik het niet van te hebben.
Naar inspiratie van de audio versterker van Bram dacht ik, laat ik eens ook
wat simpels maken, met goede spec en toch laag vermogens gebruik.
Dus supply power < 10 Watt die 8 Ohm direct kan uitsturen met 0 dBm zonder capaciteiten in het audio pad.
Echter de koeling is een bottleneck en waarschijnlijk ook de 2 x 6 volt supply.
Als jullie een zero TC current source kunnen aanbevelen dan graag.
Ik probeer nu een LM334 met diode volgens de spec.
In simulatie is dit geen succes. Kan ook aan het model van de Lm334 liggen.
Groet Guus

Op 8 september 2019 11:08:53 schreef blackdog:
2SC5200-NPN 2SA1943-PNP orgineel Thosiba, maar die zijn er niet(allen fake) meer

Zijn die van Digikey en Mouser ook fake dan?

• Digikey
• Mouser

Volgens mij kan je Toshiba's nog wel krijgen, volgens hun site kan je ze ook nog bij hen kopen (maar dan met een MOQ van 25).

Hi Kruimel

Ik hoop van niet, maar durf de 2SC5200 en de 2SA1943 bijna niet meer aan te schaffen.
Het is al weer een tijdje geleden dat ik bij die twee bedrijven wat besteld heb, ik word knap gek van alle tracking op hun websites.
Ik moet echt een gat prikken in mijn firewall en filtering om normaal van die websites gebruik te kunnen maken.
Als Farnell het heeft, dan is het hier de volgende dag en als een transistor dan 3,65 kost t.o.v 3,40 bij Mouser, nou jammer dan.
Alles is bij mij in kleine aantallen, ik doe geen productie.

Maar ik hoor natuurlijk graag van anderen wat hun ervaring is met deze transistoren bij Digikey en Mouser.

De TTA1943 en de TTC5200 zijn de wat modernere uitvoering van Toshiba, de hFE is wat hoger en de Cob is van 200 naar 145pF gegaan.

Groet,
Bram