Mosfet(fet) 가 열이 나는 이유

 mosfet 를 사용하다보면 발열하는 경우가 허다하다. 아니면 노이즈가 심하게 탄다거나.

                                                             irf540 데이터시트

원인이 뭘까.

1. 대부분은 gate 와 source Vgs의 전압 부족일 것이다.

 게이트의 전압에따라 Vds의 전류량이 결정되는데, 위 그래프처럼 Vgs가 낮게 되면 Ron 저항이 증가하게 되어,

 발열이 발생되게 된다. 그래프는 IRF540 의 그래프인데 대부분의 mosfet 가 vgs 범위가 +-20v 이다. 이 범위를 넘어

가면 당연히 파손되는것이고, 범위 내에서 전압을 최대한 높게 올려 줌이 바람직 할 것이다.

 참고로 드라이브 ic로 ir2110이 있다. 10~20v를 출력해주는 드라이브 ic다.

 

2. 게이트 단의 저항을 높게 두면 발열이 나게 된다.  mosfet 자체가 캐패시터 역할도 하므로, gate단의 저항은 특정 

주파수를 발생하게 하거나 필터를 하게된다.

 전형적인 LPF 로우패스 필터 회로인데, 저항값이 크면 필터를 거쳐 PWM으로 제어하는 경우 파형을 뭉게뜨리거니와

로우V로 출력을 계속 할수 도 있다. 그렇게 되면, 1번처럼 저전압으로 발열이 발생 되는 것이다.

게이트 앞단의 저항은 이론적으로 0옴이나 30옴 정도 두는것이 적당할듯 하다.

 

3. Ron 저항을 확인 해야한다. 저항값이 높으면 발열을 하는데, fet를 바꾸거나, 여러개를 병렬로 사용해서

방지 할수 있다.

 

4. PWM제어시 온 오프 시간이 있는데, fet는 바로바로 반응 하는 것이 아니라, 지연시간이 발생한다. 즉 파형이

직각으로 떨어 지지 않고 사선으로 떨어지게 된다.  천이 시간이라고 하는데  이것이 모여 발열이 발생한다.

PWM 주파수가 많으면 많을수록 발열이 늘어 난다. pwm주파수를 너무 빠르게 하지말고, gate단에 입력되는 tr의 

콜렉터 단의 저항값을 300옴 이하로 적게 설정 하면 될 듯하다. 

 

 

                                                              PNP TR + N_CH-Mosfet 회로

 

                                                            NPN TR + P_CH-Mosfet 회로

 

                                                                  NPN, N-CH Mosfet

                                        MCU(5v)->high ->Motor off ,  MCU(5v)->Low -> Motor on