Транзистор IRFZ44N
IRFZ44N — полевой МОП-транзистор из кремния. Элемент имеет очень низкий показатель сопротивления в активном состоянии и обладает высокой скоростью переключения, что позволяет эффективно использовать его для низковольтных коммутационных систем с необходимостью высокоскоростного переключения, например в блоках питания и различных преобразователях. Выпускается в корпусах TO-220AB, TO-220FP, TO-262, D2PAK, TO-263.
Корпус и цоколевка
Характерные особенности
- Рабочая температура 175 °C.
- Быстрое переключение.
- Сверхнизкое сопротивление при включении.
- Динамическая характеристика переключения (dv/dt).
- Без использования свинца.
Предельные эксплуатационные характеристики
| Характеристика | Обозначение | Величина |
|---|---|---|
| Постоянный ток утечки | ID | 49 А |
| Импульсный ток утечки | IDM | 160 |
| Мощность рассеивания | PD | 94 Вт |
| Коэффициент линейного снижения мощности | — | 0.63 Вт/°C |
| Напряжение насыщения затвор-исток | VGS | ± 20 В |
| Максимальный прерываемый ток | IAR | 25 А |
| Максимальная энергия повторяющихся импульсов на стоке | EAR | 9.4 мДж |
| Предельная скорость нарастания напряжения на стоке | dv/dt | 5 В/нс |
| Безопасный температурный диапазон | TJ | -55. + 175 °C |
| Допустимая температура при пайке | — | 300 °C |
| Максимальный момент затяжки при креплении элемента | — | 1.1 Нм |
Типовые термические параметры
| Характеристика | Обозначение | Максимальная величина |
|---|---|---|
| Теплопередача от кристалла к корпусу | Rjc | 1.5 °C/Вт |
| Теплопередача от корпуса к радиатору | Rcs | 0.5 °C/Вт |
| Теплопередача от кристалла к окружающей среде | Rja | 62 °C/Вт |
Электрические параметры
| Характеристика | Обозначение | Величина |
|---|---|---|
| Напряжение сток-исток | V(BR)DSS | 55 В |
| Температурный коэффициент напряжения пробоя | ∆V(BR)DSS/∆TJ | 0.058 В/°C |
| Сопротивление между стоком и истоком при открытом канале | RDS(on) | 17.5 mΩ |
| Минимальное напряжение необходимое для включения транзистора | VGS(th) | От 2 до 4 В |
| Крутизна передаточной характеристики – отношение ∆I стока к ∆U на затворе | gfs | 19 А/В |
| Ток утечки стока | IDSS | От 25 до 250 мкА |
| Ток утечки затвора | IGSS | От -100 до 100 нА |
| Заряд для затвора необходимый для открытия транзистора | Qg | 63 нКл |
| Заряд емкости затвор-исток | Qgs | 14 нКл |
| Емкость Миллера | Qgd | 23 нКл |
| Время необходимое для открытия транзистора | td(on) | 12 нс |
| Время нарастания импульса для открытия (передний фронт) | tr | 60 нс |
| Время необходимое для закрытия транзистора | td(off) | 44 нс |
| Время спада импульса при закрытии транзистора (задний фронт) | tf | 45 нс |
| Значение индуктивности стока | LD | 4.5 нГн |
| Значение индуктивности истока | LS | 7.5 нГн |
| Входная емкость | Ciss | 1470 пФ |
| Выходная емкость | Coss | 360 пФ |
| Емкость затвор-сток | Crss | 88 пФ |
| Максимальная энергия одного импульса на стоке | EAS | 150 мДж |
Маркировка
Полное название полевой МОП–транзистор IRFZ44N, где:
- IR – данный элемент впервые был выпущен на заводе компании International Rectifier (IR);
- F – тип МОП-транзистора, в данном случае F – это транзистор со стандартным уровнем напряжения открытия затвора;
- Z –тип корпуса ТО-220;
- 44 – N-канальный транзистор.
Транзисторы IRFZ44N изготавливаются без использования свинца. Иногда, в конце названия можно увидеть маркировку PbF – это расшифровывается, как «plumbum free», то ест «без свинца».
Модификации транзистора
| Тип | Pd | Uds | Ugs | Ugs(th) | Tj | Cd | Id | Qg | Rds | Корпус |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IRFZ44NL | 110 W | 55 V | 10 V | 4 V | 150 °C | 49 A | 42 nC | 0.022 Ohm | TO-262 | |
| IRFZ44NLPBF | 94 W | 55 V | 20 V | 4 V | 175 °C | 360 pf | 49 A | 63 nC | 0.0175 Ohm | TO-262 |
| IRFZ44NPBF | 94 W | 55 V | 20 V | 4 V | 175 °C | 360 pf | 49 A | 63 nC | 0.0175 Ohm | TO-220AB |
| IRFZ44NS | 110 W | 55 V | 10 V | 4 V | 150 °C | 49 A | 42 nC | 0.022 Ohm | D2PAK | |
| IRFZ44NSPBF | 94 W | 55 V | 20 V | 4 V | 175 °C | 360 pf | 49 A | 63 nC | 0.0175 Ohm | TO-263 |
| LIRFZ44N | 94 W | 55 V | 20 V | 175 °C | 360 pf | 49 A | 0.0175 Ohm | TO-220 |
- Pd — Максимальная рассеиваемая мощность.
- Uds — Предельно допустимое напряжение сток-исток.
- Ugs — Предельно допустимое напряжение затвор-исток.
- Ugs(th) — Пороговое напряжение включения.
- Tj — Максимальная температура канала.
- Cd — Выходная емкость.
- Id — Максимально допустимый постоянный ток стока.
- Qg — Общий заряд затвора.
- Rds — Сопротивление сток-исток открытого транзистора.
Аналоги
Для транзисторов IRFZ44N нет аналогов, с полностью идентичными характеристиками. При этом имеется ряд транзисторов, которые своими характеристиками лишь немного отличаются от IRFZ44N.
| Тип | Id, А | Vdss, В | VGS(th), В | VGS, В | RDS(on), Ом | Tj °C |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IRFZ44N | 49 | 55 | 2-4 | 20 | 0.0175 | 175 |
| Зарубежное производство | ||||||
| IRFZ44E | 48 | 60 | 4 | 10 | 0.023 | 150 |
| IRFZ45 | 35 | 60 | 2-4 | 20 | 0.035 | 150 |
| IRFZ46N | 46 | 55 | 2-4 | 10 | 0.02 | 150 |
| STP45NF06 | 38 | 60 | 4 | 20 | 0.028 | 175 |
| HUF75329P3 | 49 | 55 | 4 | 20 | 0.024 | 150 |
| IRF3205 | 98 | 55 | 2-4 | 10 | 0.008 | 150 |
| BUZ102 | 42 | 50 | 4 | 20 | 0.023 | 175 |
| Отечественное производство | ||||||
| КП723 | 50 | 60 | 2-4 | 20 | 0.028 | 150 |
| КП812А1 | 50 | 60 | 2-4 | 20 | 0.028 | 150 |
При этом стоит отметить, что рабочая температура у многих зарубежных и отечественных аналогов транзистора немного меньше оригинала.
Примечание: данные в таблице взяты из даташип-производителя.
Графические данные характеристик
Рис 1. Зависимость предела протекающего тока стока от напряжения сток-исток, при импульсе длительностью 20 мкс и температуре 25 °C.
Рис 2. Зависимость предела протекающего тока стока от напряжения сток-исток, при импульсе длительностью 20 мкс и температуре 175 °C.
Рис 3. Передаточная характеристика полевого транзистора.
Рис 4. Зависимость сопротивления при открытом канале от температуры.
Рис 5. Зависимость величины паразитных емкостей от напряжения питания схемы.
Рис 6. Зависимость падения напряжения на внутреннем диоде от тока стока и температуры.
Рис 7. Зона безопасной работы в открытом состоянии в зависимости от длительности и значениях напряжения и тока на стоке.
Характеристики транзистора IRFZ44N
Как пишут производители в технических характеристиках на IRFZ44N, этот МОП-транзистор построен на кремниевой основе и имеет индуцированный n-канал и изолированный затвор. Его рекомендуется использовать в низковольтных блоках питания, стабилизаторах и схемах управления электрическими двигателями. Отличается низкой скоростью переключения.
Цоколевка
IRFZ44N изготавливается в корпусе ТО-220. Данный корпус является стандартным для транзисторов мощностью до 50 Вт. Самая левая ножка является затвором, посередине расположен сток, а справа исток. Увидеть расположение ножек можно на рисунке.
Технические характеристики
Производители, чаще всего, помещают максимально допустимые значения в начале своей технической документации. В них приведены предельные режимы эксплуатации, превышение которых приведёт к выхожу прибора из строя. Тестирование проводится при температуре +25°С.
Приведём характеристики для IRFZ44N:
- длительный ток стока
- при температуре +25°С Ic max = 49 А;
- при температуре +100°С Ic max = 35 А.
- кратковременный ток стока Icи max = 35 А;
- мощность Рс max = 94 Вт;
- линейный к-т снижения мощности 0,63 Вт/°С;
- напряжение насыщения З – И Uзи = ±20 В;
- лавинный ток Iл = 25 А;
- пиковое диодное восстановление dv/dt = 5 В/нс;
- температура кристалла Тj = 175°С;
- рабочая температура Tamb = от -55 до +175°С;
- температура хранения Tstg = от -55 до +175°С;
- тепловое сопротивление кристалл корпус RθJC = 1,4 °С/Вт;
- тепловое сопротивление кристалл радиатор RθCS = 0,5 °С/Вт;
- тепловое сопротивление кристалл воздух RθJА = 62 °С/Вт.
Теперь перейдём к рассмотрению электрических характеристик. Для IRFZ44N производители выделили отдельный раздел, который показывает исток-сток показатели диода. Все измерения, как и для предельных значений, производились при температуре +25°С. Другие параметры проведения тестирования находятся в колонке «Условия измерения» в приведённой ниже таблицы.
| Электрические (при Т = +25 оC) | ||||||
| Параметры | Условия измерения | Обозн. | min | Тип. | max | Ед. изм |
| Напряжение пробоя С — И | Ic = 250мкА, Uзи = 0 | Uси(проб.) | 55 | В | ||
| Температурный к-т напряжения пробоя | Δ Uси(проб.) /ΔTj | Ic=1мА | 0,058 | В/°С | ||
| Сопротивление С — И открытого транзистора | Ic = 25А, Uзи = 10В | Rси(вкл) | 17,5 | мОм | ||
| Пороговое напряжение затвора | Ic = 250мкА, Uси= Uзи | Uзи(пор.) | 2 | 4 | В | |
| Проводимость в прямом направлении | Ic = 25А, Uси = 25В | Gпр. | 19 | S | ||
| Ток утечки сток-исток | Uси = 55В | Ic ут. | 25 | мкА | ||
| Uси = 55В, T J = 150°C | 250 | нА | ||||
| Ток утечки затвор-исток | Uзи=20В | Iз ут. | 100 | нА | ||
| Ток утечки затвор-исток обратный | Uзи=-20В | Iз ут. | -100 | нА | ||
| Заряд затвора | Ic=28А, Uси=44В, Uзи=10В | 63 | нКл | |||
| Заряд затвор-исток | 14 | нКл | ||||
| Заряд затвор-сток | 23 | нКл | ||||
| Время задержки выключения | Uс=28В, Ic=25А, Rз=12ом, Uзи=10В | 12 | нс | |||
| Время нарастания | 60 | нс | ||||
| Время задержки выключения | 44 | нс | ||||
| Время спада | 47 | нс | ||||
| Индуктивность cтока | Lc | 4,5 | нГн | |||
| Индуктивность иcтока | Lи | 7,5 | нГн | |||
| Ёмкость входа | Uзи=0В, Uси=25В, f=1МГц | Свх. | 1470 | пФ | ||
| Ёмкость выхода | Свых. | 360 | ||||
| Обратная ёмкость | Сос | 88 | ||||
| Энергия лавины моноимпульса | I AS =25А, L=0.47мГн | E AS | 530 | 150 | мДж | |
| Исток-сток: | ||||||
| Непрерывный ток истока (диод) | Iи | 49 | А | |||
| Импульсный ток истока (диод) | Iи им | 160 | А | |||
| Прямое напряжение диода | I C = 25 A, Uзи = 0 В, T J = 25°C | Uид | 1,3 | В | ||
| Время восстановления при переключении в обратном направлении | Iд = 25 А, T J = 25°C, di/dt =100мкс | tвост. | 95 | нс | ||
| Заряд обратного восстановления | Qобр.вост. | 170 | 260 | нКл | ||
Аналоги
МОП-транзисторов полностью совпадающих по всем значениям с IRFZ44N не существует. Перечислим наиболее подходящие по параметрам устройства: BUZ102, IRFZ45, irfz44n IRFZ40, IRF3205, STP45NF06, STP50N06, IRLZ44Z, STP55NF06. Помните, что перечисленные транзисторы не являются полными аналогами, поэтому перед заменой нужно изучить характеристики обеих приборов.
Производители
Среди крупных производителей IRFZ44N (datasheet по ссылки) можно назвать следующие компании:
Наиболее часто в отечественных магазинах встречаются изделия International Rectifier.
