Dua faktor penting terkait thermal yaitu Rd(On) dan g(fs). Mosfet: IRFP4227, IRFP4568,47N60, dan IXTQ76N25 gagal dipakai untuk Amplifier HF (dalam kasus saya). Terlalu sensitif dan mudah rusak. Susah untuk dikendalikan. Beberapa ayun jarum SWR melebihi 100W cukup untuk merusakkan mereka.
Mereka punya Rd(on) sangat kecil dan g(fs) yang besar. Saat terjadi penguatan g(fs), panas yang dihasilkan tidak mampu disebarkan di area die Mosfet yang kecil. Ini analisa saya ya. Semakin kecil Rd(on), semakin kecil area ini. Saat penguatan melonjak karena g(fs) besar, maka panas juga ikutan melonjak. Ini tidak bisa di atasi oleh die Mosfet alias Tc sudah melebihi 150ºC. Untuk fungsi switching, Mosfet diharapkan punya Rd(on) sekecil mungkin. Tapi untuk fungsi linear, faktor ini tidak terlalu penting. Justru Rd(on) yang besar membuat Mosfet relatif tahan panas karena punya area die lebih besar untuk menanggung panas. Jika sudah “sreg” dengan satu tipe Mosfet, pilih tipe sejenis dengan VD di atasnya. Misal IRFP450 untuk IRFP250.
Tapi, mengapa IRFP250 bisa selamat walau Rd(on)=0,058 Ohm? Karena faktor g(fs) yang kecil. IRFP250 punya g(fs)=12. Pada Mosfet di atas, g(fs) yang dipunyai di atas 40 S. Bahkan ada yang di atas 70 S. Pada kasus lain, saya mencoba IXTQ480P2 dan Mosfet ini sukses dipakai untuk amplifier HF. Meski g(fs) tipikal 40 S, tapi IXTQ480P2 punya Rd(on)=0,12 Ohm. Saya mencoba IXFH50N60P3 (ini dianjurkan satu anggota komunitas BitX) dan sukses juga. IXFH50N60P3 punya g(fs) sekitar 50 S, tapi Rd(on) =0,21 Ohm. Cukup area untuk menyebarkan panas.
Thermal dan quescient current
Satu hal penting tambahan. Panas Mosfet berpengaruh terhadap quescient current. Jika saya mengatur quescient current tiap Mosfet 25mA pada ruang ber-AC, maka quescient current akan naik saat pertama kali jalan di ruang tanpa AC.
Artinya, quescient current akan tambah besar seiring suhu Mosfet naik. Ini mudah diamati dan perbedaan nilai awal dan saat kondisi panas lumayan besar. Saya mengamati 4xMosfet yang saat awal hanya menarik 110mA , saat agak panas quescient current sudah melonjak ke 220mA. Jika pengaturan quescient current di awal sudah kebesaran, dan heatsink yang digunakan tidak mumpuni, ini resep manjur untuk membakar Mosfet.
Biasanya digunakan NTC/PTC/Thermistor untuk kompensasi tegangan bias Mosfet agar arus yang ditarik tidak bablas. Pada rangkaian tanpa kompensasi, perlu ujicoba untuk mengetahui batas yang pas.
Peace!
Michael Daranto's Blog 