Odkrywamy tajemnice tranzystorów MOSFET

Tranzystory MOSFET są podstawą dzisiejszej cywilizacji. Stanową elementarne cegiełki mikroprocesorów i innych układów cyfrowych. Na przykładzie pojedynczych tranzystorów MOSFET można nie tylko bliżej poznać ich właściwości i specyfikę, ale też sprawdzić, czy są sprawne i czy aby nie są to podróbki.

Niniejszy artykuł pozwala poznać tranzystory MOSFET od strony praktycznej. Fotografia tytułowa pokazuje cztery tranzystory: dwa MOSFET-y N IRF3205 oraz dwa MOSFET-y P IRF4905. Dwa z nich są oryginalne, a dwa to tanie chińskie podróbki.

Artykuł pokazuje, jak w prosty sposób zidentyfikować falsyfikaty w warunkach domowych, za pomocą popularnego sprzętu. Wyniki prostych pomiarów dadzą bezdyskusyjną odpowiedź, czy to jest oryginał, czy raczej nędzna podróbka o fatalnie słabych parametrach. Omawiany przykład pokazuje, że różnice między falsyfikatami i oryginałami bywają bardzo duże. Wyniki skłaniają też do zastanowienia, a wyniki wręcz narzucają odpowiedź w kwestii: czy warto ryzykować zakup w „tanich sklepach”?

Podróbek nie można poznać po wyglądzie, bo oznaczenia też są podrobione. Trzeba mierzyć!

Zbadamy dwa MOSFET-y N typu IRF3205. Według katalogu są to tranzystory 55-woltowe o rezystancji R_DSon co najwyżej 8 miliomów, o mocy 200 watów i prądzie do 100 amperów.

Zbadamy też dwa MOSFET-y P typu IRF4905: też 55-woltowe, też 200-watowe, o maksymalnej rezystancji R_DSon 20 mΩ i prądzie 74 amperów.

Materiał ten jest ściśle powiązany z serią artykułów o tranzystorach MOSFET. Podstawy są omówione w artykule Co to jest? Tranzystor MOSFET. Informacje o ich podstawowych właściwościach i parametrach katalogowych w artykułach zaczynających się od Tranzystor MOSFET: ideały i rzeczywistość.

Fotografia 1 pokazuje przykład identyfikacji podróbek MOSFET-ów IRF3205. Choć widać, że pod ręką miałem lepsze multimetry, celowo wykorzystałem popularny, tani DT-9205A aby pokazać, iż do takich pomiarów wcale nie jest potrzebny kosztowny sprzęt. Wystarczy jakikolwiek multimetr z funkcją pomiaru pojemności lub inny miernik pojemności.

Fotografia 1 pokazuje najprostszy sposób pomiaru pojemności wejściowej Ciss MOSFET-a. W tym celu zwieramy końcówki drenu (D), źródła (S) i jakimkolwiek miernikiem sprawdzamy pojemność między nimi i bramką (G). Jak widać, w jednym z tranzystorów wynosi ona 0,94 nF czyli 940 pF, a w drugim 5200 pF. Szczegóły omówione są dalej w artykule.

A na razie najważniejszy wniosek: tranzystor o dużo mniejszej pojemności wejściowej to ewidentna podróbka. Oryginał to egzemplarz oznaczony numerem 2, który ma pojemność wejściową ponad 5 nanofaradów, czyli zaskakująco dużą.

Taką samą sytuację mamy na fotografii 2, która pokazuje pomiar pojemności dwóch egzemplarzy IRF4905, czyli MOSFET-ów z kanałem P. W jednym pojemność wejściowa to 1410 pF, w drugim 7070 pF. Ten o pięć razy mniejszej pojemności to chińska podróbka. Oryginał to egzemplarz oznaczony numerem 4. Dla osób, które trochę znają kwestie pojemności wejściowej prawdopodobnie zaskoczeniem jest aż tak duża pojemność – ponad 7 nF. Wrócimy do tego.

(…) ciach!

To jest tylko początek, zapowiedź artykułu, którego pełna wersja ukazała się z numerze czerwcowym czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 6/2023). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Pełna wersja czasopisma umieszczona jest na moim profilu Patronite i dostępna jest dla Patronów, którzy wspierają mnie kwotą co najmniej 10 zł miesięcznie. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 6/2023 znajduje się tutaj.

Piotr Górecki

Uwaga! Osoby, które nie są (jeszcze) moimi stałymi Patronami, mogą nabyć PDF-y z pełną wersję tego numeru oraz wszystkich innych numerów czasopisma wydanych od stycznia 2023, „stawiając mi kawę” (Cappuccino = 10 złotych za jeden numer czasopisma w postaci pliku PDF).
W tym celu należy kliknąć link (https://buycoffee.to/piotr-gorecki), lub poniższy obrazek

Następnie wybrać:
– jeśli jeden numer ZE – CAPPUCINO (10zł),
– jeśli kilka numerów ZE – WSPIERAM ZA. I tu wpisać kwotę zależną od liczby zamawianych numerów – wydań (N x 10zł),
Wpisać imię nazwisko.
Podać swój adres e-mail.
Koniecznie zaznaczyć: „Chcę dołączyć wiadomość dla Twórcy” i tu wpisać, który numer lub numery mam wysłać na podany adres e-mailowy.