Maksymalne natężenie tranzystora BD911

[seba_121]

Dzień dobry, 
nie potrafię znaleźć w internecie odpowiedzi na moje pytanie. Jakie natężenie wytrzyma tranzystor BD911 przy 12V? W datasheet jest napisane 15A przy 100V, czy trzeba to policzyć z prawa Ohma, czy w jakiś inny sposób? 

Z góry dziękuję za pomoc! 

[marek1707]

Ojć, lepeij napisz co chcesz zrobić, bo Twoje braki wiedzy są dość poważne.

Tranzystor ma wiele ograniczeń a z tych najważniejszych, stałoprądowych to:

• maksymalne napięcie kolektor-emiter Uce lub kolektor-baza Ucb - jeżeli w jakichkolwiek warunkach je przekroczysz, kolekrtor zaczyna "popuszczać" prąd i dochodzi do przebicia złącza CB
• maksymalny prąd kolektora Ic - tutaj tranzystor musi jyż być włączony jeśli przekroczysz ten prąd, struktura lub druciki tego nie wytrzymają i spalisz element
• maksymalna moc Ptot - to iloczyn prądu i napięcia na tranzystorze.

To ostatnie jest poważniejszym ograniczeniem w układach dużej mocy bo zauważ, że tranzystor wytrzymuje albo duże napięcie albo duży prąd, ale nie obie te rzeczy na raz. Przecież dla tego Twojego BD911 masz 100V i 15A co daje łącznie 1500W mocy! Nartomiast w katalogu piszą, że wytrzymuje tylko 90W i to tego musisz się trzymać. W zależności od tego co robisz, czy układ dwustanowy (np.regulator PWM do silnika DC) czy raczej analogowy (np. stabilizator napięcia lub wzmacniacz mocy audio) to trochę inaczej do tego podchodzisz, ale moc musisz trzymać w ryzach i umieć ją z tranzystora wyprowadzić na zewnąrtrz. A moc to iloczyn prądu i napięcia na tranzystorze w danej chwili, czyli zmierzone jednocześnie.

Przykład: na BD911 robisz stabilizator napięcia, który na wejściu będzie miał 50V a chcesz dostać z niego 12V do zasilania długiego łańcucha diodek LED. Czy możesz z niego pobrać te obiecywane przez producenta 15A? Nie, bo przy 38V spadku na tranzystorze (tyle musisz wytracić: 50V-12V=38V) maksymalny prąd to tylko 90W/38V=2.3A. I już przy takim prądzie tranzystor zamieni się w 90W piecyk, który musisz obudować potężnym radiatorem bo inaczej BD911 spali się w ciągu 3 sekund. Ze swojej strony radziłbym ograniczyć się wtedy do jakichś 1.5A bo te wzmiankowane 90W to praktycznie nieosiagalny szczyt marzeń.

Natomiast jeśli robisz powiedzmy sterownik PWM (to bardzo ważne - dwustanowy) do silnika, gdzie potrzebujesz prądu 8A i masz napięcie 24V to popatrzmy:

• gdy tranzystor nie przewodzi to moc na nim wynosi 24V*0A=0W czyli super
• gdy przewodzi te 8A spada na nim powiedzmy 3V czyli moc 8A*3V=24W - wciąż w zasięgu, choć znów trzeba dać spory radiator, a do silnika przenosisz wtedy 21V*8A=168W.

Czy to jakoś rozjaśnia sprawę? Koniecznie poczytaj o tzw. obszarze SOA czy Safe Operating Area - to nic innego jak tzw. obszar bezpiecznej pracy ograniczony z jednej strony prądem, z drugiej napięciem a z trzeciej krzywą mocy maksymalnej.

EDIT:

Co to znaczy "przy 12V"? Opisz swój układ bo wcale nie jest oczywiste jakie napięcie masz na myśli.

Edytowano Lipiec 16, 2019 przez marek1707

[seba_121]

Chce zrobić oświetlenie z pasków led sterowane PWM z atmegi. Zasilacz będzie 12V DC i po prostu zastanawiam się jak dużo tych ledow mogę podłączyć pod taki tranzystor.

[marek1707]

Tak czułem, że to jednak jakieś proste sterowanie dwustanowe. W takim zastosowaniu możesz oczekiwać całkiem sporego prądu wyjściowego, bo to jest przypadek w którym przez tranzystor albo nic nie płynie (i wtedy moc strat jest zerowa) albo płynie dużo, ale za to napięcie jest niskie (i wtedy iloczyn - czyli moc strat - jest niewielki). Problem jest jednak taki, że ten tranzystor wymaga sporego prądu do sterowania bazy. Nawet jeśli oczekiwałbyś kilku Amperów w kolektorze, co nie jest dla BD911 jakimś wyczynem, to do bazy musisz wtedy wpuścić kilkadziesiąt (a najlepiej ze 100) miliamperów prądu. Tyle nie wyciągniesz z portu biednej ATmegi więc będziesz potrzebował kolejnego tranzystora (coś małego pnp typu BC337) żeby wzmocnić prąd z pinu procesora na tyle, by zdołał dobrze wysterować klocka BD911. Wszystka da się zrobić, zaraz możemy tu razem narysować schemat, ale układ trochę jednak się komplikuje.

Jeżeli jeszcze nie kupiłeś tego BD911, to pomyśl o innych tranzystorach, np. jakichś MOSFETach - te nie potrzebują prądu a przy małych częstotliwościach to i specjalne drivery bramek nie są poitrzebne - podłączasz wprost do pinu procka i masz 10A na wyjściu.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[seba_121]

Mam gdzieś chyba te BD911, ale pewnie i tak będę coś zamawiał, więc przy okazji kupię inne tranzystory. Bardzo dziękuję za wyczerpujące odpowiedzi, będę się dokształcał 🙂

[marek1707]

A kupując wybierz dobrze, bo niektóre (te tańsze i starsze) MOSFETy potrzebują z kolei wysokiego napięcia do sterowania. W Arduino w zależności od wersji masz na pinie jedynie 5V albo nawet 3.3V a to już musi być dobry tranzystor by przy takim napięciu dobrze pracował. Żadne tam historyczne BUZ11 czy IRF540. Jak już coś Ci wpadnie w oko to zapodaj typ, skrytykujemy bezlitośnie zupełnie za darmo 🙂 

[FlyingDutch]

Cześć,

jeśli nie chcesz używać tranzystorów MOSFT (z powodu wysokiego napięcia sterującego dla tańszych modeli), to możesz użyć tranzystora bipolarnego n-p-n w układzie Darlingtona (tzw tranzystory super-alfa). Ze względu na duże wzmocnienie stało-prądowe wymagają małego prądu bazy dla dużych wartości prądu kolektora. Możesz wziąć pod uwagę np. taki model (BDW83C):

https://sklep.avt.pl/tranzystor-bdw83c.html

Pozdrawiam

[marek1707]

To tylko pozornie fajne rozwiązanie, moim zdaniem nadające się dobrze wyłącznie do zastosowań analogowych typu stabilizator napięcia czy wzmacniacz audio. Tam tranzystor i tak pracuje w obszarze liniowym więc napięcie nasycenia Ucesat Cię nie obchodzi, bo układ i tak raczej w ten stan nie wchodzi. W przypadku klucza PWM, Darlington jest nomen-omen wykluczony, bo jego 2.5V spadek a dla większych prądów nawet i 4V praktycznie dyskwalifikuje tę konfigurację - klucz zamienia się w piecyk. Tak więc zanim coś pochopnie rzucisz, zastanów się dwa razy, bo akurat w Darlingtonie duże wzmocnienie nie jest za darmo - polaryzacja bazy tego dużego bierze się z jego własnego napięcia kolektora więc ono nie może być zbyt małe i lądujesz w piekle z 4V spadku na kluczu. Myślałeś kiedyś o tym w ten sposób? To już układ z małym buforem pnp byłby o niebo lepszy a wciąż bipolarny - jeżeli to lubisz.