Czym jest tranzystor MOSFET
MOSFET to tranzystor polowy z izolowaną bramką, którego przewodzenie między drenem a źródłem kontrolowane jest napięciem na bramce względem źródła. Dzięki bardzo dużej impedancji wejściowej i małej rezystancji kanału RDS(on) w stanie włączenia umożliwia efektywne sterowanie mocą przy wysokich częstotliwościach przełączania. W doborze istotne są: dopuszczalne napięcie VDS, prąd ID, próg VGS(th), ładunek bramki Qg, parametry Qgd/Qgs, obszar bezpiecznej pracy (SOA) oraz charakterystyka diody ciała. O stabilności decydują straty przełączania, dv/dt, zdolność lawinowa i warunki termiczne obudowy. Znaczenie ma również rezystor w bramce, jakość sterownika, minimalizacja pętli prądowych i prawidłowe prowadzenie mas. W aplikacjach niskonapięciowych stosowane są wersje logic-level, a w zasilaczach sieciowych — wysokonapięciowe MOSFET-y z niskimi stratami i wysoką odpornością.
MOSFET w zmywarkach
W zmywarkach MOSFET pracuje jako klucz w zasilaczu impulsowym (część pierwotna flyback), prostownik synchroniczny po wtórnej, a także sterownik napędów i elektrozaworów w układach PWM. Dobór obejmuje zapas VDS, niskie RDS(on), ograniczony Qg oraz poprawny snubber i rezystor bramkowy. W praktyce analizuje się wpływ tętnień i przepięć sieci, warunki chłodzenia i jakość lutów w strefach mocy. Zestawienia przypadków i pomiary polowe publikowane są w opracowaniach technicznych; przeglądy obserwacji i konfiguracji układów gromadzi także serwis AGD w Szczecinie, gdzie omawiane są zależności między parametrami MOSFET-a, sterownikiem bramki i filtrowaniem a stabilnością pracy modułu zmywarki.
Objawy uszkodzeń
Do typowych symptomów należą: brak startu zasilacza, pulsowanie („próbkowanie”), silne nagrzewanie elementu, ciemne ślady termiczne na PCB, zadziałanie zabezpieczeń lub całkowite zwarcie dren-źródło. W układach napędowych pojawia się spadek momentu, nierówna praca pomp i niestabilne załączanie zaworów.
Diagnostyka i pomiary
Strona mocy
Weryfikowane są przebiegi VDS, prąd w drenach, integralność snubbera oraz temperatura obudowy przy obciążeniu. Sprawdzane są diody szybkiego powrotu/synchroniczne i kondensatory Low-ESR.
Sterowanie bramką
Ocenia się poziomy VGS, rezystor bramkowy, prądy sterownika i czas narastania/opadania. Analizowane są także pętle mas i sprzężenia, które mogą powodować oscylacje lub niekontrolowane włączenia.
Przykładowe MOSFET-y w aplikacjach modułów
| Model | VDS | ID | RDS(on) (typ.) | Obudowa | Zastosowanie |
|---|---|---|---|---|---|
| STF7N65M2 | 650 V | 6.5 A | ~1.3 Ω | TO-220FP | Klucz pierwotny flyback |
| IPD60R180P7 | 600 V | 14 A | ~0.18 Ω | DPAK | Zasilacze off-line |
| IRLZ44N | 55 V | 47 A | ~0.022 Ω | TO-220 | Napędy niskonapięciowe |
| AO4407A (P-ch) | −30 V | −13 A | ~0.013 Ω | SO-8 | Przełączanie zasilania |
Uwagi eksploatacyjne
Kluczowe są krótkie pętle prądowe, właściwy dobór snubbera i TVS, odpowiedni radiator lub pole miedzi oraz zgodność kondensatorów z wymaganiami ESR/temperatury. Zalecane jest monitorowanie tętnień i okresowa ocena lutów w strefach termicznych, co ogranicza ryzyko awarii i poprawia stabilność pracy modułu.