IRF840 транзистор корпус TO-220

IRF840 — это N-канальный MOSFET в корпусе TO-220, предназначенный для коммутационных схем, импульсных источников питания и других применений с высоким напряжением и умеренными токами.

1. Идентификация выводов

Транзистор IRF840 имеет три вывода:

• Вывод 1 (Gate, G): Управляющий вход для включения или выключения транзистора.
• Вывод 2 (Drain, D): Выход тока, подключается к нагрузке.
• Вывод 3 (Source, S): Вход тока, обычно соединяется с землей (GND).

Перед началом работы проверьте маркировку на корпусе транзистора или обратитесь к даташиту для точной идентификации выводов.

2. Основная схема подключения

IRF840 как N-канальный MOSFET часто используется для коммутации нагрузки. Вот базовая схема:

graph LR
    A[Микроконтроллер] -- "Gate (через R_G 10-100 Ом)" --> B[IRF840]
    B -- "Drain" --> C[Нагрузка]
    C --> D[V_DD]
    B -- "Source" --> E[GND]
    F[Резистор 10кОм] -- "Защитный резистор" --> B
    F --> E
    subgraph Транзистор
    B
    end
  

• Исток (Source): Подключите к земле (GND).
• Сток (Drain): Соедините с одним концом нагрузки (например, двигателя, лампы или резистора).
• Второй конец нагрузки подключите к положительному источнику питания (V_DD).
• Затвор (Gate): Через резистор (R_G, 10–100 Ом) соедините с источником управляющего сигнала (например, микроконтроллером).

Такая схема позволяет транзистору включать или выключать нагрузку в зависимости от сигнала на затворе.

3. Выбор резистора затвора

Резистор R_G между затвором и источником сигнала ограничивает ток затвора и защищает транзистор:

• Рекомендуемое значение: 10–100 Ом.
• С учетом емкости затвора 1300 пФ, для быстрого переключения выбирайте значение 10–47 Ом.

4. Защита затвора

Затвор IRF840 чувствителен к статическому электричеству. Для его защиты:

• Установите резистор (например, 10 кОм) между затвором и истоком. Это обеспечит выключенное состояние транзистора при отсутствии управляющего сигнала.
• Соблюдайте правила работы с ESD (защита от статического разряда) во время монтажа.

5. Пошаговая инструкция для коммутации нагрузки

Рассмотрим пример с подключением двигателя как нагрузки:

graph TD
    A[Микроконтроллер] -- "Gate (через R_G 10-47 Ом)" --> B[IRF840]
    B -- "Drain" --> C[Двигатель]
    C --> D[V_DD/12В]
    B -- "Source" --> E[GND]
    F[Резистор 10кОм] -- "Защитный резистор" --> B
    F --> E
    G[Защитный диод 1N4007] --> C
    G --> D
    style C fill:#f96,stroke:#333
    style G fill:#bbf,stroke:#333
  

1. Исток (Source): Соедините с землей (GND).
2. Сток (Drain): Подключите к одному концу двигателя.
3. Второй конец двигателя соедините с положительным напряжением (V_DD, например, 12 В).
4. Затвор (Gate): Через резистор R_G (10–47 Ом) подключите к источнику управляющего сигнала (например, выходу микроконтроллера).
5. Добавьте резистор 10 кОм между затвором и истоком для безопасности.
6. Для индуктивной нагрузки (например, двигателя): Установите защитный диод (например, 1N4007) параллельно нагрузке:
   • Анод — к стоку (Drain).
   • Катод — к V_DD. Это защитит транзистор от обратного напряжения при выключении.

6. Напряжение управления

• Для полного открытия транзистора требуется напряжение затвор-исток (V_GS) = 10 В.
• Порог включения (V_GS(th)) составляет 2.0–4.0 В, но для минимального сопротивления сток-исток (R_DS(on)) необходимо подавать 10 В.
• Если источник сигнала (например, микроконтроллер) выдает только 5 В, добавьте драйвер затвора или логический преобразователь.

graph LR
    A["Напряжение затвора (V_GS)"] --> B["0В - Выключено"]
    A --> C["2.0-4.0В - Порог включения"]
    A --> D["5В - Частичное открытие"]
    A --> E["10В - Полное открытие"]
    style B fill:#f66,stroke:#333
    style C fill:#ff9,stroke:#333
    style D fill:#ffa,stroke:#333
    style E fill:#6f6,stroke:#333
  

7. Теплоотвод

• Максимальный ток стока: 8.0 А (при температуре корпуса T_C = 25°C) или 5.1 А (при T_C = 100°C).
• Максимальная мощность: 125 Вт.
• При значительных нагрузках используйте радиатор, чтобы температура перехода не превышала 150°C.

graph TD
    A["Температура корпуса"] --> B["T_C = 25°C: 8.0A"]
    A --> C["T_C = 100°C: 5.1A"]
    A --> D["T_C = 150°C: Опасно!"]
    style B fill:#6f6,stroke:#333
    style C fill:#ff9,stroke:#333
    style D fill:#f66,stroke:#333
  

8. Проверка параметров

Перед подачей питания убедитесь, что:

• Напряжение сток-исток (V_DS) не превышает 500 В.
• Напряжение затвор-исток (V_GS) не превышает ±20 В.
• Ток стока (I_D) соответствует допустимым значениям.
• Все соединения выполнены правильно, а радиатор (при необходимости) установлен.

9. Принцип работы

• Включение: При V_GS ≥ 10 В транзистор открывается, позволяя току течь от стока к истоку через нагрузку.
• Выключение: При V_GS < V_GS(th) (например, 0 В) транзистор закрывается, и ток прекращается.

stateDiagram-v2
    [*] --> Выключено
    Выключено --> Включено: V_GS ≥ 10В
    Включено --> Выключено: V_GS = 0В
    
    state Выключено {
        [*] --> Закрыто: V_GS < 2В
        Закрыто: Ток не течет
    }
    
    state Включено {
        [*] --> Открыто: V_GS ≥ 10В
        Открыто: Ток течет через нагрузку
    }