Tranzystor 11N90E: Specyfikacja i Zastosowania

Pytanie

tranzystor 11n90e

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• 11N90E to wysokonapięciowy tranzystor MOSFET z kanałem N (enhancement), typowo: VDSS = 900 V, ID ≈ 11 A.
• Występuje u kilku producentów w różnych obudowach (np. TO‑220F/TO‑3P/TO‑247), z parametrami szczegółowymi zależnymi od wersji.

Kluczowe punkty

• 900 V/11 A, VGS = ±30 V.
• RDS(on) typowo w zakresie 0,65–1,1 Ω przy VGS = 10 V (zależnie od producenta/obudowy).
• Qg rzędu 70–130 nC, Ciss zwykle 2–3,5 nF, czasy przełączania dziesiątki–setki ns.
• Zastosowania: SMPS, PFC, przetwornice, falowniki, spawarki/inwertery.

Szczegółowa analiza problemu

• Oznaczenie: „11N90E” najczęściej oznacza N‑MOSFET o prądzie katalogowym ok. 11 A i wytrzymałości 900 V. Sufiks „E” jest zależny od producenta (seria/technologia/obudowa, często wersje „enhanced” lub izolowane).
• Warianty/rodziny spotykane na rynku:
  • Fuji Electric: FMH11N90E / FMV11N90E (TO‑3PF/TO‑220F, często izolowana płytka).
  • onsemi (d. Fairchild): FQA11N90(C) (TO‑3P/TO‑247).
  • STMicroelectronics: STF/ STP/ STW 11N90… (różne generacje MDmesh, obudowy TO‑220F/TO‑220/TO‑247).
  • Infineon: SPP11N90C3 (CoolMOS C3, 900 V).
• Parametry elektryczne (typowe zakresy dla 11N90E‑klasy):
  • VDSS: 900 V; VGS(max): ±30 V.
  • ID (25°C): ok. 11 A; derating do ~6–8 A przy 100°C zależnie od obudowy.
  • RDS(on): 0,65–1,1 Ω @ VGS=10 V, ID testowe 5–6 A.
  • Qg: ~70–130 nC; Ciss: ~2000–3500 pF; Coss/Crss – istotne przy szybkich zboczach.
  • EAS (avalanche single pulse): zwykle kilkadziesiąt–kilkaset mJ (sprawdzić w nocie konkretnego modelu).
  • Pd: silnie zależne od obudowy i chłodzenia: ~45–60 W (TO‑220F) do ~180–300 W (TO‑3P/TO‑247 przy Tc=25°C).
• Obudowy i pinout:
  • TO‑220F/TO‑220/TO‑247/TO‑3P; standardowo wyprowadzenia 1‑G, 2‑D, 3‑S, z radiatorem połączonym z drenem (sprawdź DS!).
• SOA i praca impulsowa:
  • W aplikacjach PFC/falownikowych należy porównać SOA DC i pulsed oraz odporność na avalanche z profilem obciążenia i częstotliwością (szczególnie start/stop i stany nieustalone).

Typowe zastosowania i powody wyboru

• PFC i flyback/buck‑boost na stronę pierwotną 230 VAC: wymóg 800–900 V marginesu – stąd 900 V MOSFET.
• Inwertery/spawarki: odporność na przepięcia i umiarkowana RDS(on) przy wysokim VDSS.

Aktualne informacje i trendy

• 900‑V superjunction MOSFET (Infineon CoolMOS, ST MDmesh, onsemi „C”) oferują coraz niższe RDS(on) i istotnie mniejsze Coss w porównaniu do starszych generacji – poprawa sprawności przy wysokiej częstotliwości.
• Coraz częściej rozważa się SiC MOSFET 900–1200 V w miejscach, gdzie krytyczne są straty przełączania i temperatura pracy; wymagają jednak innego sterowania bramką i zwykle droższego BOM.
• W wielu dostępnych dziś „11N90E” rozrzut parametrów dynamicznych między producentami jest większy niż statycznych – to krytyczne przy wymianach serwisowych.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Wpływ Qg/Ciss: większy Qg obciąża driver bramki, zwiększa straty przełączania i czas narastania/opadania; zbyt małe Ciss/Crss w „szybkich” częściach może wymagać korekty Rg/snubberów, aby uniknąć dzwonienia i EMI.
• Przykład strat przewodzenia: przy 2 A i RDS(on)=0,8 Ω Pcond ≈ I²R ≈ 3,2 W (przy średniej temperaturze złącza – wzrośnie o ~50–70% przy +100°C w zależności od współczynnika TCR).
• Pojemność wyjściowa Coss jest nieliniowa (zależna od VDS); realne straty przeładowania Coss w PFC mogą dominować przy lekkim obciążeniu.

Aspekty etyczne i prawne

• Bezpieczeństwo: praca z 325–400 VDC (po prostowaniu 230 VAC) wymaga zgodności z normami (np. IEC/EN 62368‑1, 61558 dla zasilaczy), odpowiednich odstępów i izolacji.
• ESD i wysokonapięciowe testy uruchomieniowe powinny być prowadzone zgodnie z procedurami BHP; izolowane obudowy (TO‑220F/TO‑3PF) ułatwiają zgodność, ale mają gorszą termikę.
• Rynek podróbek: elementy z nieautoryzowanych źródeł często mają mniejszą matrycę (mniejszy Qg/Ciss) i gorszą SOA – ryzyko awarii wtórnej. Test wejściowej pojemności i weryfikacja oznaczeń pomagają wykryć nieprawidłowości.

Praktyczne wskazówki

• Dobór zamiennika (kolejność ważności):
  1. VDSS ≥ 900 V, 2) SOA i EAS co najmniej jak oryginał, 3) ID i Pd nie gorsze, 4) RDS(on) ≤ oryginał, 5) Qg/Ciss zbliżone (+/−20–30%), 6) ta sama obudowa/pinout.
• Sprawdzone zamienniki (w zależności od dostępności i obudowy):
  • onsemi/Fairchild: FQA11N90C (TO‑3P/TO‑247).
  • STMicro: STP11N90K5 (TO‑220), STF11N90K5 (TO‑220FP), STW12NK90Z (TO‑247, 12 A).
  • Infineon: SPP11N90C3 (CoolMOS, TO‑220).
  • Fuji: FMH11N90E / FMV11N90E (TO‑3PF/TO‑220F).
• Uwaga na błędne „zamienniki”: np. IRFBC30 to 600 V – nie jest bezpiecznym substytutem dla 900 V. Podobnie 800‑V typy (np. „11N80…”) zwykle nie zapewniają marginesu dla sieci 230 VAC i PFC.
• Sterowanie i układ:
  • Zacznij od Rg 10–33 Ω, w razie dzwonienia dołóż RC‑snubber (np. 100–330 Ω/1–4,7 nF) lub RCD clamp w topologiach z indukcyjnością rozproszenia.
  • Dobrze uziemiona, krótka pętla mocy; oddziel powrót drivera bramki do źródła mocy (kelvin source, jeśli dostępny).
  • Sprawdź dv/dt rating i Miller plateau – przy bardzo szybkich zboczach rozważ diodę/gate‑stopper i ujemne VGS(off) dla SiC (jeśli modernizujesz).

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• „11N90E” nie jest jednym, unormowanym numerem JEDEC – parametry mogą się różnić między producentami. Zawsze porównaj karty katalogowe konkretnego wariantu.
• SOA bywa podawana dla pojedynczego impulsu; praca powtarzalna wymaga konserwatywnego podejścia.
• Obudowy izolowane (TO‑220F/TO‑3PF) upraszczają mechanikę, ale zwiększają Rth(j‑c) – konieczne większe radiatory lub niższe straty.

Sugestie dalszych badań

• Pobierz i porównaj datasheety: FMH11N90E (Fuji), FQA11N90C (onsemi), STP/STF11N90K5 (ST), SPP11N90C3 (Infineon).
• Zweryfikuj Qg/Ciss i SOA wobec częstotliwości pracy Twojego układu.
• Rozważ ocenę wariantu 900 V superjunction nowszej generacji lub przejście na SiC 1200 V, jeśli priorytetem są straty przełączania/temperatura (wymaga weryfikacji sterownika i EMC).

Krótkie podsumowanie

11N90E to rodzina 900‑V/≈11‑A MOSFET‑ów N, powszechna w zasilaczach i przetwornicach. Przy doborze zamiennika kluczowe są: VDSS, SOA/EAS, RDS(on), parametry dynamiczne (Qg/Ciss) oraz identyczna obudowa i pinout. Unikaj „zamienników” 600–800 V. W razie potrzeby mogę dobrać konkretny model pod Twoją aplikację – podaj proszę topologię, częstotliwość, obudowę i ograniczenia termiczne.