IRF9540N транзистор корпус TO-220

Страна-производитель: Китай Код товара: 5571

Все о товаре

Описание

Характеристики

Отзывы 0

Вопросы0

Инструкция

Есть в наличии

Код товара: 5571

25.00 грн

Нашли дешевле?

Полярность:Р-канальный MOSFET

Тип корпуса:TO-220

Доставка

Новой почтой в отделения и почтоматы

от 80 ₴

ROZETKA Delivery

Фиксировано 49 грн

Укрпочтой в отделение по Украине

от 45 ₴

Meest Express

от 60 ₴

Оплата

Оплата картой

Перевод на карточку

Оплата на IBAN

Безналичный расчет

Наложенный платеж

Гарантийные положения

Гарантийные обязательства на товары, которые были паяные, не распространяются

IRF9540N транзистор корпус TO-220

Код товара: 5571

25.00 грн

Описание

IRF9540N TO-220AB

P-канальный силовой MOSFET на −100 В с низким сопротивлением открытого канала 0.117 Ω и номинальным током до −23 A в корпусе TO‑220AB — надёжный ключ для широкого круга силовых применений.

Основные преимущества

Низкие потери

R_DS(on) = 0.117 Ω при V_GS = −10 В и I_D = −11 A снижает тепловыделение в режиме проводимости.

Высокая мощность и ток

Непрерывный ток −23 A (T_C = 25 °C), импульсный до −76 A; рассеиваемая мощность 140 Вт (T_C = 25 °C).

Термостойкость и надёжность

Рабочий диапазон температур −55…+175 °C, полный avalanche‑рейтинг: E_AS = 430 мДж (одиночный импульс), E_AR = 14 мДж (повторяющийся).

Быстрое переключение

t_d(on) = 15 нс, t_r = 67 нс, t_d(off) = 51 нс, t_f = 51 нс (V_DD = −50 В, I_D = −11 A, R_G = 5.1 Ω).

Ключевые характеристики

Тип:	P-канальный MOSFET (HEXFET)
Корпус:	TO-220AB
V_DSS (макс.):	−100 В
I_D (T_C = 25 °C):	−23 A
I_D (T_C = 100 °C):	−16 A
I_DM (импульсный):	−76 A
P_D (T_C = 25 °C):	140 Вт
R_DS(on) (макс.):	0.117 Ω при V_GS = −10 В, I_D = −11 A
V_GS(th) (порог):	−2.0…−4.0 В
V_GS (допустимо):	±20 В
T_J, T_STG:	−55…+175 °C
R_θJC (макс.):	1.1 °C/Вт
C_iss / C_oss / C_rss:	1300 пФ / 400 пФ / 240 пФ (V_GS=0 В, V_DS= −25 В, f = 1 МГц)
Q_g / Q_gs / Q_gd (тип.):	97 нКл / 15 нКл / 51 нКл
Быстродействие:	t_d(on) 15 нс; t_r 67 нс; t_d(off) 51 нс; t_f 51 нс
V_SD (диод, тип.):	−1.6 В (I_S = −1 A)
t_rr / Q_rr (диод):	150…220 нс / 830…1200 нКл (I_F = −11 A, dI/dt = −100 A/µс)
dv/dt (пиковое восстановление диода):	−5.0 В/нс
Линейный коэффициент дерейтинга:	0.91 Вт/°C

Детальные технические параметры

Пробивное напряжение: V_(BR)DSS ≥ −100 В (V_GS = 0 В, I_D = −250 мкА), температурный коэффициент ≈ −0.11 В/°C.
Проводимость: g_fs тип. 5.3 С (V_DS = −50 В, I_D = −11 A).
Утечки: I_DSS макс. −25 мкА (V_DS = −100 В, V_GS = 0 В); при T_J = 150 °C макс. −250 мкА (V_DS = −80 В).
Ток затвора: I_GSS ≤ ±100 нА при V_GS = ±20 В.
Тепловые параметры: R_θJC = 1.1 °C/Вт (макс.), R_θJA = 62 °C/Вт (макс.); рекомендуется теплоотвод для высоких мощностей.
Аваланш-стойкость: E_AS = 430 мДж; I_AR = −11 A; E_AR = 14 мДж (см. условия тестов в даташите).
Корпус и выводы: TO‑220AB, назначение выводов — 1: Gate, 2: Drain, 3: Source; пластина — Drain.

Примечание: параметры основаны на документации International Rectifier для IRF9540NPbF. Источник: International Rectifier Datasheet (PDF).

Основные области применения

Силовые ключи общего назначения в низковольтных DC системах.
Коммутация индуктивных нагрузок (с обратным диодом).
DC управление двигателями и нагрузками.
Преобразователи питания и импульсные блоки.

Совместимые обозначения и альтернативы

IRF9540NPbF — бессвинцовая версия IRF9540N с тем же корпусом TO‑220AB и эквивалентными электрическими параметрами по этому даташиту.

Вопросы-ответы (FAQ)

Какое управляющее напряжение нужно для полного открытия?

Максимально низкий R_DS(on) 0.117 Ω достигается при V_GS = −10 В (I_D = −11 A), поэтому для полного открытия рекомендуется управление около −10 В.

Выдерживает ли прибор аваланшные режимы?

Да, заявлен полный avalanche‑рейтинг: E_AS = 430 мДж (одиночный импульс) и E_AR = 14 мДж (повторяющийся) при указанных в даташите условиях.

Какие тепловые ограничения при монтаже?

R_θJC = 1.1 °C/Вт и P_D = 140 Вт указаны для T_C = 25 °C — для отвода большой мощности нужен радиатор; линейный дерейтинг 0.91 Вт/°C.

Характеристики

Основные

Полярность

Р-канальный MOSFET

Тип корпуса

TO-220

Отзывы

Нет отзывов о данном товаре.

Нет отзывов о данном товаре, станьте первым, оставьте свой отзыв.

Вопросы и ответы

Добавьте вопрос, и мы ответим в ближайшее время.

Нет вопросов о данном товаре, станьте первым и задайте свой вопрос.

Инструкция

Инструкция подключения Транзистор IRF9540N корпус TO-220

P-канальный MOSFET, -100В/-23А, для силовых коммутационных схем

1. Идентификация и основные компоненты

IRF9540N — это P-канальный силовой MOSFET транзистор в корпусе TO-220, разработанный с использованием технологии HEXFET пятого поколения. Благодаря низкому сопротивлению включённого состояния и высокой скорости переключения, он идеально подходит для разнообразных силовых применений.

flowchart TD
    subgraph TO220["Корпус TO-220 (вид спереди)"]
      Metal["Металлическая пластина
(соединена со Стоком)"]
      direction TB
      
      subgraph Pins["Выводы"]
        direction LR
        G["1
Затвор
(Gate)"] --- D["2
Сток
(Drain)"] --- S["3
Исток
(Source)"]
      end
      
      Metal --- Pins
    end
    
    classDef pin fill:#f96,stroke:#333,stroke-width:2px
    class G,D,S pin

1.1 Назначение выводов

Вывод	Обозначение	Функция
1	G (Gate)	Затвор — управляет проводимостью транзистора
2	D (Drain)	Сток — подключается к источнику питания, металлическая пластина соединена с этим выводом
3	S (Source)	Исток — подключается к нагрузке

В отличие от N-канальных MOSFET транзисторов, P-канальные работают с отрицательным напряжением затвор-исток. Металлическая пластина корпуса TO-220 электрически соединена со стоком (Drain). При монтаже на радиатор используйте изоляционную прокладку и термопасту, если радиатор не должен иметь электрического соединения со стоком.

2. Базовые схемы подключения

2.1 Схема коммутации нагрузки "в верхнем плече"

flowchart TB
    VDD["Источник питания
(5-24В)"] --> D["D (Сток)"]
    
    subgraph IRF9540N["IRF9540N"]
      D --- G["G (Затвор)"]
      D --- S["S (Исток)"]
    end
    
    S --> LOAD["Нагрузка
(двигатель, лампа)"]
    LOAD --> GND["GND (Земля)"]
    
    MCU["Микроконтроллер
(Arduino, и т.д.)"] -- "Через транзистор
или логический инвертор" --> G
    
    R_GS["Резистор
10-20 кОм"] --- G
    R_GS --- D

Эта схема используется для коммутации нагрузки в "верхнем плече", когда необходимо управлять положительным проводом питания:

Сток (D) подключается к положительному полюсу источника питания
Исток (S) соединяется с нагрузкой
Нагрузка подключается между истоком и землёй
Для включения транзистора, затвор (G) должен быть на уровне GND или ниже истока на 4-10В
Для выключения, затвор должен быть на уровне истока (или источника питания)

P-канальные MOSFET удобны для коммутации "в верхнем плече", поскольку не требуют дополнительного питания для драйвера затвора выше напряжения нагрузки. Это упрощает схему по сравнению с N-канальными транзисторами в той же конфигурации.

2.2 Схема подключения с индуктивной нагрузкой

flowchart TB
    VDD["Источник питания
(5-24В)"] --> D["D (Сток)"]
    
    subgraph IRF9540N["IRF9540N"]
      D --- G["G (Затвор)"]
      D --- S["S (Исток)"]
    end
    
    S --> LOAD["Индуктивная нагрузка
(двигатель, реле, соленоид)"]
    LOAD --> GND["GND (Земля)"]
    
    MCU["Микроконтроллер
(Arduino, и т.д.)"] -- "Через транзистор
или логический инвертор" --> G
    
    R_GS["Резистор
10-20 кОм"] --- G
    R_GS --- D
    
    D_PROT["Защитный диод
(1N4007)"] -. "Анод" .-> GND
    D_PROT -. "Катод" .-> S

При работе с индуктивными нагрузками (двигатели, реле, соленоиды) необходимо добавить защитный диод:

Диод подключается параллельно нагрузке
Анод диода к земле (GND)
Катод диода к истоку (S) транзистора
Диод защищает от обратной ЭДС индуктивности, возникающей при выключении транзистора

При коммутации индуктивных нагрузок ВСЕГДА используйте защитный диод! Без него обратная ЭДС может повредить транзистор, превысив допустимое напряжение сток-исток.

3. Особенности управления затвором

3.1 Принцип работы P-канального MOSFET

В отличие от N-канальных MOSFET, P-канальные работают с отрицательным напряжением затвор-исток (V_GS):

Включённое состояние: V_GS ≤ -4В (обычно -10В для полного открытия)
Выключенное состояние: V_GS = 0В (затвор на уровне истока)
Пороговая напряжение: V_GS(th) = от -2.0В до -4.0В

3.2 Схемы управления затвором

flowchart LR
    subgraph Direct["1. Прямое управление"]
      direction TB
      VDD1["VDD"] --> R1["10-20 кОм"]
      R1 --> G1["G"]
      R1 --> MCU1["Микроконтроллер
(Выход HIGH)"]
    end
    
    subgraph Transistor["2. Управление через транзистор"]
      direction TB
      VDD2["VDD"] --> R2["10-20 кОм"]
      R2 --> G2["G"]
      R2 --> C2["NPN
транзистор"]
      C2 --> GND2["GND"]
      MCU2["Микроконтроллер
(Выход LOW)"] --> B2["База NPN"]
    end
    
    subgraph Logic["3. Управление через инвертор"]
      direction TB
      VDD3["VDD"] --> R3["10-20 кОм"]
      R3 --> G3["G"]
      R3 --> INV["Логический
инвертор"]
      INV --> GND3["GND"]
      MCU3["Микроконтроллер
(Выход HIGH)"] --> INV
    end

Существует несколько основных способов управления затвором P-канального MOSFET:

Прямое управление: Самый простой способ, но логика инвертирована — HIGH на выходе микроконтроллера выключает транзистор, LOW (или плавающее состояние) — включает.
Управление через NPN транзистор: HIGH на выходе микроконтроллера открывает NPN транзистор, который подтягивает затвор IRF9540N к земле, включая его.
Управление через логический инвертор: LOW на выходе микроконтроллера преобразуется в HIGH на выходе инвертора, что выключает транзистор. HIGH на выходе микроконтроллера даёт LOW на выходе инвертора, что включает транзистор.

Лучший вариант для большинства применений — управление через NPN транзистор (например, BC547) или логический инвертор (например, 74HC04). Это обеспечивает правильную логику (HIGH = включено, LOW = выключено) и более надёжное управление.

4. Практические схемы подключения

4.1 Управление двигателем с Arduino

flowchart LR
    VDD["Источник
Питания
(12-24В)"] --> D["D"]
    
    subgraph IRF9540N["IRF9540N"]
      direction TB
      D --- G["G"]
      D --- S["S"]
    end
    
    S --> MOTOR["Двигатель
постоянного
тока"]
    MOTOR --> GND["GND"]
    
    RG["100 Ом"] --- G
    RG --- Q["BC547
NPN"]
    
    Q --> RGND["GND"]
    
    ARD["Arduino"] -- "Цифровой
выход" --> RB["1 кОм"]
    RB --> QB["База
BC547"]
    QB --- Q
    
    R_PULL["10 кОм
подтягивающий
резистор"] --- G
    R_PULL --- D
    
    D_PROT["1N4007"] -. "Анод" .-> GND
    D_PROT -. "Катод" .-> S

Эта схема позволяет управлять двигателем постоянного тока с помощью Arduino и IRF9540N:

Сигнал HIGH с Arduino открывает транзистор BC547
BC547 подтягивает затвор IRF9540N к земле
IRF9540N открывается, подавая питание на двигатель
Сигнал LOW с Arduino закрывает BC547, затвор IRF9540N подтягивается к VDD через резистор 10 кОм
IRF9540N закрывается, двигатель останавливается
Диод 1N4007 защищает от обратной ЭДС двигателя

    // Пример кода Arduino для управления двигателем через IRF9540N
    const int motorPin = 9;  // Пин для управления двигателем
    
    void setup() {
      pinMode(motorPin, OUTPUT);
      digitalWrite(motorPin, LOW);  // Двигатель выключен на старте
    }
    
    void loop() {
      // Плавный старт
      for (int speed = 0; speed <= 255; speed++) {
        analogWrite(motorPin, speed);  // PWM управление скоростью
        delay(10);
      }
      
      delay(2000);  // Двигатель работает на полной скорости 2 секунды
      
      // Плавная остановка
      for (int speed = 255; speed >= 0; speed--) {
        analogWrite(motorPin, speed);
        delay(10);
      }
      
      delay(1000);  // Пауза 1 секунда перед следующим циклом
    }
  

4.2 Управление несколькими нагрузками

flowchart LR
    VDD["12V"] --> D1["D1"]
    VDD --> D2["D2"]
    
    subgraph MOSFET1["IRF9540N #1"]
      direction TB
      D1 --- G1["G1"]
      D1 --- S1["S1"]
    end
    
    subgraph MOSFET2["IRF9540N #2"]
      direction TB
      D2 --- G2["G2"]
      D2 --- S2["S2"]
    end
    
    S1 --> L1["Нагрузка 1
(лампа)"]
    S2 --> L2["Нагрузка 2
(вентилятор)"]
    
    L1 --> GND1["GND"]
    L2 --> GND2["GND"]
    
    ARD["Arduino"] -- "Выход 1" --> INV1["Инвертор/
Драйвер"]
    ARD -- "Выход 2" --> INV2["Инвертор/
Драйвер"]
    
    INV1 --> G1
    INV2 --> G2
    
    R1["10кОм"] --- G1
    R1 --- D1
    
    R2["10кОм"] --- G2
    R2 --- D2

Для управления несколькими независимыми нагрузками используйте отдельный IRF9540N для каждой:

Каждый транзистор управляется отдельным выходом микроконтроллера
Каждая нагрузка может включаться/выключаться независимо
При использовании PWM можно реализовать независимое регулирование мощности для каждой нагрузки

5. Рекомендации по монтажу

5.1 Теплоотвод

IRF9540N может рассеивать до 140 Вт мощности при температуре корпуса 25°C, но эта мощность уменьшается при повышении температуры. Расчёт мощности рассеивания:

P = I_D² × R_DS(on) где: P - мощность, рассеиваемая (Вт) I_D - ток стока (А) R_DS(on) - сопротивление в открытом состоянии (0.117 Ом максимум)

Пример: при токе 10А мощность рассеивания составляет:

P = 10² × 0.117 = 11.7 Вт

Рекомендации по охлаждению:

Для токов до 5А в большинстве случаев радиатор не нужен
Для токов 5-10А рекомендуется небольшой радиатор
Для токов свыше 10А необходим радиатор с тепловым сопротивлением не более 3°C/Вт
При монтаже на радиатор используйте термопасту для лучшего теплового контакта
Если радиатор должен быть изолирован от стока, используйте специальную изолирующую прокладку

При монтаже транзистора с изолирующей прокладкой проверьте изоляцию мультиметром. Сопротивление между стоком и радиатором должно быть бесконечным (обрыв).

5.2 Защита от перенапряжения и других проблем

Защита затвора: Напряжение между затвором и истоком не должно превышать ±20В. Для защиты затвора можно добавить стабилитрон (например, 15В) между затвором и истоком.
Защита от индуктивных нагрузок: Обязательно добавляйте защитный диод параллельно индуктивной нагрузке.
Фильтрация помех: При длинных проводниках добавьте конденсатор 0.1мкФ между затвором и истоком для фильтрации помех.
Ограничение тока: Для защиты от перегрузки можно добавить предохранитель или схему ограничения тока.

При работе с высокими напряжениями (около -100В) или токами (около -20А) учитывайте, что токи утечки и паразитные ёмкости могут возрасти. Также помните, что в спецификации указаны абсолютные максимальные значения — в реальных проектах рекомендуется оставлять запас не менее 20-30%.

6. Пошаговая инструкция подключения

6.1 Необходимые материалы и инструменты

Транзистор IRF9540N в корпусе TO-220
Радиатор (при необходимости)
Термопаста
Изолирующие прокладки (если радиатор нужно изолировать от стока)
Резисторы: 10-20 кОм (подтягивающий), 100-470 Ом (для затвора)
Защитный диод (1N4007 или аналогичный) для индуктивных нагрузок
NPN транзистор (BC547 или аналогичный) для схем с инвертором
Паяльник, припой, флюс
Мультиметр для проверки схемы

6.2 Процесс монтажа и подключения

Подготовка транзистора:
- Проверьте целостность транзистора и отсутствие видимых повреждений.
- Идентифицируйте выводы (Затвор, Сток, Исток) согласно схеме.
Монтаж на радиатор (если нужно):
- Нанесите тонкий слой термопасты на заднюю металлическую часть транзистора.
- Если требуется изоляция, разместите изоляционную прокладку между транзистором и радиатором.
- Закрепите транзистор на радиаторе с помощью винта. Не перетягивайте!
- Проверьте изоляцию между стоком и радиатором с помощью мультиметра, если использовалась изоляционная прокладка.
Базовое подключение:
- Припаяйте сток (D) транзистора к положительному полюсу источника питания.
- Припаяйте подтягивающий резистор 10-20 кОм между затвором (G) и стоком (D).
- Припаяйте резистор 100-470 Ом между затвором (G) и управляющим сигналом.
- Припаяйте исток (S) транзистора к нагрузке.
- Подключите второй конец нагрузки к земле (GND).
Для индуктивной нагрузки:
- Дополнительно припаяйте защитный диод параллельно нагрузке.
- Анод диода к земле (GND), катод к истоку (S) транзистора.
Для схемы с NPN транзистором:
- Припаяйте коллектор NPN транзистора к затвору IRF9540N.
- Припаяйте эмиттер NPN транзистора к земле (GND).
- Припаяйте резистор 1 кОм между базой NPN транзистора и управляющим сигналом микроконтроллера.
Проверка монтажа:
- Убедитесь в отсутствии коротких замыканий.
- Проверьте правильность подключения всех компонентов.
- Проверьте надёжность паяных соединений.

Прежде чем подавать полное напряжение на схему, сначала протестируйте её на более низком напряжении или с ограничением тока. Это поможет избежать повреждений при ошибках монтажа.

7. Устранение неисправностей

Проблема	Возможная причина	Решение
Транзистор не включается	Недостаточно отрицательное напряжение на затворе	Убедитесь, что затвор получает не более -4В относительно истока
Транзистор не выключается	Затвор не поднимается до уровня истока	Проверьте подтягивающий резистор между затвором и стоком
Транзистор перегревается	Недостаточное охлаждение, слишком большой ток	Установите больший радиатор или уменьшите ток нагрузки
Нестабильная работа, самопроизвольное переключение	Наведение помех на затвор	Добавьте конденсатор 0.1мкФ между затвором и истоком
Повреждение при работе с индуктивной нагрузкой	Отсутствие защитного диода	Добавьте защитный диод параллельно нагрузке

Наиболее частая причина проблем с P-канальными MOSFET — неправильное управление затвором. Помните, что для включения требуется отрицательное напряжение на затворе относительно истока, а для выключения затвор должен быть на уровне истока (или стока).

8. Практические применения

8.1 Защита от обратной полярности

flowchart LR
    IN["Вход
Питания"] --> D["D (Сток)"]
    
    subgraph IRF9540N["IRF9540N"]
      D --- G["G (Затвор)"]
      D --- S["S (Исток)"]
    end
    
    S --> OUT["Выход
к схеме"]
    
    R["10-20 кОм"] --- G
    R --- S

Одно из полезных применений IRF9540N — защита от обратной полярности:

Затвор соединяется с истоком через резистор
При правильной полярности (+ на стоке) транзистор открывается и пропускает ток
При обратной полярности (- на стоке) транзистор закрывается и блокирует ток
Преимущество перед диодной защитой — меньшее падение напряжения (только R_DS(on) × I_D)

8.2 Электронный выключатель с малым потреблением

    // Пример кода Arduino для схемы с низким потреблением в режиме сна
    #include 
    
    const int controlPin = 2;    // Пин для управления IRF9540N
    const int wakeupPin = 3;     // Пин для пробуждения Arduino
    
    void setup() {
      pinMode(controlPin, OUTPUT);
      pinMode(wakeupPin, INPUT_PULLUP);
      
      // Включить нагрузку
      digitalWrite(controlPin, HIGH);  // Включает нагрузку (открывает IRF9540N)
    }
    
    void loop() {
      // После определённого времени активности, выключаем нагрузку и переходим в сон
      delay(5000);  // Активный режим 5 секунд
      
      // Выключить нагрузку
      digitalWrite(controlPin, LOW);  // Выключает нагрузку (закрывает IRF9540N)
      
      // Настраиваем прерывание для пробуждения
      attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(wakeupPin), wakeUp, LOW);
      
      // Переходим в режим сна
      set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN);
      sleep_enable();
      sleep_mode();
      
      // Код выполняется после пробуждения
      sleep_disable();
      detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(wakeupPin));
      
      // Снова включаем нагрузку
      digitalWrite(controlPin, HIGH);
    }
    
    // Функция пробуждения (вызывается прерыванием)
    void wakeUp() {
      // Функция необходима, но может быть пустой
    }
  

В этой схеме IRF9540N используется для полного отключения питания части схемы при переходе микроконтроллера в режим сна, что позволяет значительно снизить энергопотребление.

9. Дополнительные рекомендации

9.1 Параллельное подключение транзисторов

Для увеличения тока возможно параллельное подключение нескольких IRF9540N:

Стоки соединяются вместе и подключаются к источнику питания
Истоки соединяются вместе и подключаются к нагрузке
Затворы соединяются через индивидуальные резисторы 10-47 Ом
Рекомендуется добавить балансирующие резисторы 0.1-0.5 Ом между истоком каждого транзистора и общим соединением

При параллельном соединении общий ток лучше ограничить до 80% от суммы номинальных токов транзисторов для более надёжной работы. Например, для двух IRF9540N (-23А каждый) рекомендуемый максимальный ток составит около -37А.

9.2 Работа с логическими уровнями 3.3В

При работе с микроконтроллерами с логическими уровнями 3.3В (ESP8266, ESP32, Raspberry Pi) используйте схему с инвертором:

NPN транзистор обеспечит достаточное управление затвором даже при низком напряжении управляющего сигнала
Драйвер затвора на основе MOSFET (например, схема с комплементарной парой) также подойдёт
Для управления высоковольтными нагрузками (более 20В) рекомендуется использовать оптроны для гальванической развязки

Важное замечание: Мы приложили усилия, чтобы эта инструкция была точной и полезной. Однако эта инструкция предоставляется как справочный материал. Электронные компоненты могут иметь вариации, а схемы подключения зависят от конкретных условий и вашего оборудования. Эта информация предоставляется "как есть", без гарантий полноты или безошибочности. Настоятельно рекомендуем проверять спецификации вашего модуля (datasheet), сверяться с другими источниками и, при малейших сомнениях, обращаться к квалифицированным специалистам, особенно при работе с напряжением 220В.