Commande MOSFET IRF540

[hary]

Bonjour.

J'ai reçu mon kit ARDUINO et je commence à faire quelques essais. (commande d'une régulation en PWM par un MOSFET IRF540)

J'ai trouvé que certains commandaient (attaquaient la gachette du mosfet) avec le 5V des sorties de l'Arduino !

Ceci ne me semblant pas très sécuritaire puisque sans isolation entre commande et puissance, j'ai intercalé 1 optocoupleur qui du reste me permettra de commander le MOSFET avec du 12V par la suite.

Mais, pendant mes essais, comme j'avais le 5V à disposition, j'ai attaqué la gachette de l'IR5F540 avec cette tension pour allumer une "LED de contrôle".

Et là, quelle ne fut pas ma surprise en voyant la LED s'allumer très modestement !

En fait, j'avais une tension de 3V entre source et drain du MOSFET !
Je l'ai donc commandé avec du 12V, et là, la led s'allume correctement et ma tension source drain disparait !

J'en déduits donc que : Commandé en 5V, l'IRF540 n'était pas saturé. Est ce possible et qu'en penser ?

Merci de vos réponse pour un débutant.
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[Antoane]

Bonjour,

J'en déduits donc que : Commandé en 5V, l'IRF540 n'était pas saturé. Est ce possible et qu'en penser ?

C'est bien ça, l'IRF540 est spécifié saturé pour une tension Vgs supérieure à 10V : http://www.irf.com/product-info/data...ta/irf540n.pdf.
Pour travailler directement en 5V, il faut utiliser un transistor "logic level" ou compatible TTL, en voici une petite liste, partiellement récupérée sur le forum :

Transistor NMOS "TTL" :

BSH105 20V 0,6A SOT23 http://www.nxp.com/acrobat_download/...s/BSH105_3.pdf
IRFD024 http://www.datasheetdir.com/IRFD024+download
IPS0151 30V 3A http://www.datasheetdir.com/IPS0151+download
IRL510 100V 3A http://www.datasheetdir.com/IRL510+download
IRL630 200 5A http://www.datasheetcatalog.org/data...irf/irl630.pdf
2N7000 48V 75mA http://www.datasheetdir.com/NXP-2N7000+download
VN2210 http://www.datasheetcatalog.com/data...2/VN2210.shtml
IRLR024N en d²pack ou TO220 60V 8A http://www.datasheetcatalog.com/data.../IRLR024.shtml
IRLD024 et IRLD120 en Hexdip
BUK555 100V 22A TO220 http://www.datasheetcatalog.org/data...UK555-100A.pdf
IRF3717 20V 20A S08 http://www.irf.com/product-info/data...ta/irf3717.pdf
IRF3704 20V 77A http://www.irf.com/product-info/data...ta/irf3704.pdf
IRL3102 http://www.datasheetcatalog.com/data.../IRL3102.shtml
IRF7105 0,5A NMOS+PMOS http://www.irf.com/product-info/data...irf7105pbf.pdf
IRF7303 2A 30V http://www.datasheetcatalog.com/data.../IRF7303.shtml
IRF7307 2A 30V
FFDS6898 9,4A 20V SOIC8 dual N channel http://www.fairchildsemi.com/ds/FD%2FFDS6898A.pdf
MCH3427 4A 20V SOT23 http://www.datasheetcatalog.net/data.../MCH3427.shtml


Et des PMOSFET :
BSH205 -12V -0,75A SOT23 PMOS http://www.datasheetcatalog.org/data...s/BSH205_3.pdf
MCH6429

L'opto-coupleur n'est utile que si les deux alimentation (puissance et commande) sont séparées, sinon, tu peux attaquer directement le NMOS avec la sortie du µC (via une petite résistance).


PS : attaquer avec du 12V un MOSFET qui est correctement saturé sous 5V n'est pas une bonne idée, même si on reste dans les Absolute max ratings (vitesse de commutation plus faible).

[hary]

Dans les datas :
Je trouve bien dans les "Absolute Maximum Ratings" : Vgs = + ou - 20V
Dans les rubriques suivantes, on voit bien que la valeur Vgs =10V apparait plusieurs fois mais cela ne m'indique pas clairement que c'est la tension "idéale" de commande ???

Ensuite, tu dis "L'opto-coupleur n'est utile que si les deux alimentation (puissance et commande) sont séparées, sinon, tu peux attaquer directement le NMOS avec la sortie du µC (via une petite résistance)."

Pourquoi la petite résistance ? Je pensais que les MOSFET avaient une très forte impédance sur la gâchette et se commandaient en tension. D'ailleurs, quand je touche la gâchette avec le doigt, mon mosfet se sature plein pot. (c'est ça qui m'a mis la puce à l'oreille quand je cherchais au début la raison du modeste éclairement de ma LED)
D'ailleurs, même après avoir enlevé le doigt de la gâchette, le mosfet restait saturé (si la gâchette restait en l'air)
Je devais la porter au GND pour bloquer de nouveau le mosfet !
Ce qui confirmerait la très forte impédance du mosfet sur la gâchette, et que si je dois rajouter une résistance, c'est une résistance de pull-down (10 ou 100kOhm) de la gâchette vers GND.

D'autre part, je me dit que j'ai eut du pot de pas claquer le MOSFET avec l'électricité statique de mon doigt !
Comment devrais-je m'y prendre pour bien faire pour manipuler ce type de composant.

Je suis un peu surpris d'avoir reçu cet IRF540 avec mon kit de débutant Arduino si ce n'est pas un transistor "logic"level" ou TTL.
Sauf peut être pour ses capacités supérieures aux transistors TTL proposés dans ta liste : IRF540 100V 33A

Merci de commenter et si besoin critiquer mes remarques afin d'améliorer ma compréhension.

[Antoane]

Je trouve bien dans les "Absolute Maximum Ratings" : Vgs = + ou - 20V

Donc au delà, tu risques de détruire le composant.

Dans les rubriques suivantes, on voit bien que la valeur Vgs =10V apparait plusieurs fois mais cela ne m'indique pas clairement que c'est la tension "idéale" de commande ???

Ce n'est pas vraiment la tension "idéale", mais c'est la tension pour laquelle les paramètres du transistors sont garantis. En clair : pour Vgs=10V tu est sûr d'avoir un transistor saturé avec une Rdson de 44mohm maximum. Mais pour moins de 10V : on ne sait pas. Peut-être qu'il suffit de 8V pour avoir une Rdson de 44mohm, peut-être qu'à 8V tu as 12ohm... impossible à dire.

Ensuite, tu dis "L'opto-coupleur n'est utile que si les deux alimentation (puissance et commande) sont séparées, sinon, tu peux attaquer directement le NMOS avec la sortie du µC (via une petite résistance)."

Pourquoi la petite résistance ? Je pensais que les MOSFET avaient une très forte impédance sur la gâchette et se commandaient en tension. D'ailleurs, quand je touche la gâchette avec le doigt, mon mosfet se sature plein pot. (c'est ça qui m'a mis la puce à l'oreille quand je cherchais au début la raison du modeste éclairement de ma LED)
D'ailleurs, même après avoir enlevé le doigt de la gâchette, le mosfet restait saturé (si la gâchette restait en l'air)
Je devais la porter au GND pour bloquer de nouveau le mosfet !
Ce qui confirmerait la très forte impédance du mosfet sur la gâchette, et que si je dois rajouter une résistance, c'est une résistance de pull-down (10 ou 100kOhm) de la gâchette vers GND.

En fait, la gate d'un MOSFET, c'est un condensateur entre la grille et la source, donc si tu lui relie directement la sortie du µC, lors du changement d'état, il va y avoir un pic de courant qui risque endommager le circuit de commande. D'où la résistance/

D'autre part, je me dit que j'ai eut du pot de pas claquer le MOSFET avec l'électricité statique de mon doigt !
Comment devrais-je m'y prendre pour bien faire pour manipuler ce type de composant.

Conservation dans un sachet anti-static,
utilisation d'un fer à souder relié à la terre, d'un tapis anti-statique relié à la terre et d'un bracelet te reliant à la terre.

Je suis un peu surpris d'avoir reçu cet IRF540 avec mon kit de débutant Arduino si ce n'est pas un transistor "logic"level" ou TTL.
Sauf peut être pour ses capacités supérieures aux transistors TTL proposés dans ta liste : IRF540 100V 33A

On trouve tout à fait des MOS TTL avec des capacités en courant et tension bien meilleurs que 100V-33A.
L'avantage du IRF540, c'est qu'il est bon marché, avec de bonnes caractéristiques et très répandu. Qui plus est, il est simple de réaliser driver commandant le MOS en 0/12V à partir de 0/5V.

[A voir en vidéo sur Futura]

[hary]

OK, ok !

Et si entre gâchette et source, c'est comme un condensateur, je comprends pourquoi il faut une résistance de pull-down sur la gâchette pour bloquer le mosfet et 1 en série pour le commander !

D'ailleurs, comment on la choisi cette petite résistance en série avec la gâchette ? Il ne faut pas qu'elle soit trop grande car sinon, le petit "condensateur" gachette-source met du temps à ce charger et pour atteindre Vgs. De ce fait, le mosfet ne se bloque pas instantanément, et si on lui demande une grosse intensité, il chauffe !

Il faut en connaitre et en considérer un tas de chose en électronique !!

[Antoane]

comment on la choisi cette petite résistance en série avec la gâchette ? Il ne faut pas qu'elle soit trop grande car sinon, le petit "condensateur" gachette-source met du temps à ce charger

Comme toujours... c'est affaire de compromis.
Dans la pratique, ça va se faire en fonction de la fréquence de commutation, dont on va déduire (arbitrairement) un temps maximal de commutation. Connaissant la valeur de la capacité Cgs (cf datasheet), on en déduit une valeur maximale de résistance. S'il est possible d'utiliser un tel composant, tant mieux, mais si il met le driver à genoux, il faudra redimensionner ce dernier.


PS :

Il faut en connaitre et en considérer un tas de chose en électronique !!

T'as déjà entendu écrire l'ami Tropique ?