[Даташиты - продолжение] Коллеги, спасибо за теплые и лестные отзывы, из них я вижу, что еще не утомил ;) . Тогда продолжу, покуда уж взялся :)
"Скоро мысли мыслятся, да не скоро тексты пишутся"(R) только что придумал :D
Двинемся к операционным таблицам (я про ДШ тех HGTG30N60A4D от Fairchild), здесь это "Electrical specifications", т.е. не абсолютные и предельные, а некие рабочие. Сразу в ее заголовке отмечаем условия, для которых приведены цифры - "Tj=25C, Unless Otherwise Specified", т.е. температура p-n переходов +25C если где не отмечено иное. Индекс "J" при значке температуры и обозначает "junction" - дословно "соединение", а тут - именно "p-n переход", ибо они и формируются соединением двух несколько разнотипных полупроводников. Т.е. указана температура по сути кристалла, а не корпуса, смысл этого обговорили "в предыдущих сериях" :).
В таблице много полезных и вроде не очень данных, ищем сначала по теме допустимости тех осциллограм, т.е. все относящееся к затворам. Но попутно не упускаем и прочее важное, что может относиться к надежности этого ключа вообще. Находим "Gate to Emitter Leakage Current" - ток утечки затвор-эмиттер: +-250nA, но главное - что при +-20В на затворе. Т.е. выше 20В подавать ни Боже упаси, минуса эти затворы не боятся, но должны быть тоже не ниже -20В. Запомним. "Gate to Emitter Threshold Voltage" - пороговое напряжение открывания транзистора (начала появления тока коллектора) на затворе относительно эмиттера - типовое 5,2В, но может быть разброс 4,5..7,0В. Бывают транзисторы, например - МОСФЕТы, которым для надежного закрытия нужен "минус", но для этого конкретного типа уже отсюда видно, что транзистор будет закрыт не только при нуле на затворе, а "тока от него не добиться" вообще аж пока не будет минимум 4,5В :). А, значит, вся отрицательная полуволна осциллограммы нас особо пока беспокоить не должна, вся "жизнь" у него начинается при никак не менее этих 4,5В. "Пока" - потому что с этой отрицательной полуволной все же связана скорость рассасывания заряда затвора, для чего драйверами и формируется такой "лишний" минус, но это уже "динамика", здесь пока не будем об этом.
Поищем подтверждение этому на рисунках. На данном этапе нашего "исследования" нас прежде всего будут интересовать графики, у которых по оси абсцисс отложено именно VGE - напряжение затвор-эмиттер, но на самом деле не только - кое-что бывает видно и на сериях кривых в других координатах, когда эта серия сама приведена в зависимости от этого VGE. Здесь же видим рисунок 13, как раз почти по нашей этой теме - ток коллектора в зависимости от напряжения на затворе. 
НО - это не статический режим, в условиях приписано, что это короткие импульсы с заполнением не выше 0,5% и длительностью 250us - заметно отличается от условий в СА. Сделаем небольшой расчет. В СА будем считать условно типовой частоту 50кГц, т.е. полупериод (один импульс) при заполнении 50% получается 10us. А тут приведено для импульсов в 25 раз длиннее. Правда и "отдыхать" транзистору между импульсами в этом тестировании давали несравнимо больше, чем в реальном СА - ведь графики даны для заполнения только 0,5%. Да и измерялись токи при напряжении на коллекторе всего 10В, а это совсем не наш случай, но уж что есть :confused: ... Что видим - токи в таких по сути одиночных импульсах ключ может держать бешеные ;), с нагревом кристалла при одном и том же напряжении на затворе токи он дает бОльшие, но главное нам сейчас - ниже 6В картинку даже не рисовали. Убедились, идем дальше.
Дальше самый главный тут вопрос - при каком напряжении на затворе транзистор будет НАДЕЖНО ОТКРЫТ, т.е. гарантированно будет в ключевой (а не в активной) области? Хорошо бы опять же увидеть зависимость тока от напряжения, вроде того, который только что изучали, но только статический, не на такие громадные и не на импульсные токи, и при бОльшем напряжении на коллекторе... У некоторых производителей такое в даташитах и показано, и именно при разных VGE, и там отчетливо видно, как начиная с каких-то VGE кривые почти сливаются между собой, т.е. можно оценить, что с каких-то VGE транзистор уже почти не меняет характер своего открытия - этот условный порог и можно считать переходом в ключевой режим. Таких картинок в данном ДШ нет, те импульсные кривые на рисунке 13, как я уже говорил, даны не совсем для наших режимов, а главное - линии там получились наклонными, и никаких выделенных переходов в насыщение на них не углядеть. Но где-то же это должно быть обозначено?.. Вернемся в таблицу "Electrical specifications" - там третий сверху параметр есть как раз коллекторное напряжение насыщения. Но нас тут даже интересует не сам этот параметр, а условия при которых он измерен - ток коллектора 30А (это то что пока надо, это в статике), и второе - VGE=15V.
Вот оно! Производитель здесь по сути ОБЪЯВЛЯЕТ, что при 15V-GE транзистор гарантированно НАСЫЩЕН, да и VCE (V коллектор-эмиттер) тут вполне разумные - порядка 1,6..1.8В.
Хорошо, но у нас-то "полка" импульса на осциллограмме только 14В - достаточно ли этого? Ведь если производитель дал насыщение при 15В, значит ли это, что при 14,9В насыщения уже не будет?
Вряд ли. Чтобы убедиться в этом поищем чего-нибудь на эту тему опять же в рисунках. Видим на рисунках 5 и 6 зависимости напряжения коллектор-эмиттер от тока коллектора при двух разных VGE. Опять же при тех сравнительно коротких импульсах с большой "передышкой" (т.е. те же 0,5% и 250us), но хоть по подробнее видна область низких токов. Вообще говоря по остаточному напряжению на коллекторе как раз и можно судить о степени насыщения транзистора, и тут два этих рисунка как раз и приведены для 15 и 12 Вольт на затворе. Выбираем какую-нибудь одну температуру на junction, например, 125С, и сравниваем два значения VCE. Во! - примерно 1,6В для 15В VGE, и примерно 1,65В для 12В, в полном соответствии с таблицей.
Но главное - разница их не представляется существенной. Отличия для двух этих VGE всего порядка 3%, но насколько это важно, сколь велик сам параметр? Поскольку ток через транзистор известен, и известно напряжение на нем, можем оценить и саму мгновенную рассеиваемую им мощность в этом режиме - получается чуть меньше 50Вт. Мощность все же заметная, но те 3% для этого несущественны.
На прочих картинках также часто присутствуют значения 15 и 12 Вольт. Видно, что при 12В выше будут потери при включении (рис. 7), больше будет задержка включения (рис.9), само время нарастания (рис.10) и задержка выключения (рис.11). Но нигде не показано, что 12В это уже какое-то ЗАкритическое значение. Мой вывод - можем смело считать, что 15В - ОТЛИЧНО, 12В - ЕЩЕ ВПОЛНЕ ДОПУСТИМО. Насколько можно снижаться ниже 12В? - я бы тут не вникал, просто надо постараться сделать никак не меньше этих 12В, и с запасом. А еще лучше - добиться 15-ти. Но и тех 14-ти, если будет четко работать защита от снижения напряжения в сети, должно быть вполне достаточно. [Окончание следует]
