Infineon BTS4140N

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости для силового полупроводникового ключа Infineon BTS4140N.

Общее описание

BTS4140N — это защищенный интеллектуальный высокоомный P-канальный MOSFET-ключ в компактном корпусе TO-252-4 (DPAK-4). Он является частью линейки PROFET™ (Protected FET) от Infineon и предназначен для коммутации нагрузок в автомобильных и промышленных приложениях.

Его ключевая особенность — интеграция на одном кристалле силового транзистора и схемы защиты/управления, что делает его надежным, простым в использовании и позволяющим экономить место на плате по сравнению с дискретными решениями.

Основное назначение: Управление различными нагрузками, такими как лампы (фары, подсветка), реле, соленоиды, небольшие двигатели постоянного тока.

Ключевые особенности и преимущества

1. Защита от перегрузки по току: Автоматическое ограничение выходного тока при коротком замыкании или перегрузке.
2. Защита от перегреса: Отключение нагрузки при превышении критической температуры кристалла с автоматическим повторным включением после остывания.
3. Защита от перенапряжения: Встроенный демпфирующий диод (Clamp Z-Diode) для защиты от скачков напряжения (например, при отключении индуктивной нагрузки).
4. Защита от обратной полярности: Устойчивость к неправильному подключению питания нагрузки.
5. Диагностический выход (Status): Вывод с открытым стоком, который переходит в низкий уровень при возникновении неисправности (перегрев, обрыв нагрузки, КЗ). Это позволяет микроконтроллеру диагностировать состояние ключа.
6. Низкое потребление в выключенном состоянии: Очень малый ток утечки.
7. Автомобильная квалификация: Соответствует стандартам AEC-Q100, предназначен для жестких условий эксплуатации.

Технические характеристики (кратко)

• Тип транзистора: P-канальный MOSFET.
• Корпус: TO-252-4 (DPAK-4).
• Напряжение питания (Vₛ): -4 В ... -28 В (номинальное 12В или 24В для автомобиля). Отрицательное значение указывает на P-канал.
• Номинальный непрерывный ток (Iₒ): -1.4 А (при Tc=85°C).
• Сопротивление в открытом состоянии (RDS(on)): < 0.25 Ом (типовое, при VGS=-10В, Tj=25°C).
• Ток ограничения (Ilim): ~ -2.8 А (типовое).
• Время задержки при перегрузке (tₒₗ): ~ 100 мкс (типовое).
• Температура кристалла для отключения (TTSD): ~ 150 °C.
• Диапазон рабочих температур (Tj): -40 °C ... +150 °C.
• Логический уровень управления (IN): Совместим с 3.3В и 5В микроконтроллерами. Активный НИЗКИЙ уровень для включения нагрузки.

Распиновка (TO-252-4)

1. IN (Input): Вход управления. Низкий логический уровень (близкий к GND) включает нагрузку.
2. GND (Ground): Земля (общая точка для управления и питания).
3. Status: Выход диагностики. Открытый сток. Низкий уровень = ошибка.
4. OUT (Output): Выход на нагрузку. Подключается к нагрузке.

Парт-номера и аналоги

Прямые парт-номера (полные обозначения Infineon):

• BTS4140N (основной номер)
• BTS4140NHUMA1 (часто используется в спецификациях и на сайтах дистрибьюторов, включает код упаковки/поставки).

Совместимые / Аналогичные модели от Infineon (в том же корпусе и с похожей функциональностью):

• BTS4141N / BTS4142N: Более новые и улучшенные версии в той же линейке. Имеют меньшее RDS(on) (~0.17 Ом) и более высокий номинальный ток. Являются прямыми рекомендуемыми заменами (Drop-in replacement) для BTS4140N в новых разработках.
• BTS500xx-1TAD серия (например, BTS50015-1TAD): Более мощные ключи в корпусе TO-252-5, с током до 15А и улучшенной диагностикой (токовая обратная связь - IS вместо бинарного Status).
• BTS3200N: N-канальный аналог для коммутации "низкой" стороны (между нагрузкой и землей).
• Серия PROFET™+2 (например, BTS7002-1EPA): Двухканальные ключи с расширенной диагностикой.

Аналоги от других производителей (не полные аналоги, но схожие по назначению и корпусу):

• STMicroelectronics: серия VND5E0x0AJ (например, VND5E050AJ). P-канальный, DPAK-4, с диагностикой.
• ON Semiconductor: серия NIF9xxxN (например, NIF9020N). Интеллектуальные P-канальные ключи.
• NXP (Freescale): серия MC10XS (например, MC10XS3415). Высоковольтные защищенные переключатели.

Важно: При замене всегда необходимо сверяться с актуальными даташитами, особенно по параметрам RDS(on), логическим уровням управления, характеристикам диагностического выхода и распиновке.

Типовые области применения

• Автомобильная электроника: управление фарами, габаритами, подсветкой, стеклоподъемниками, соленоидами АКПП, вентиляторами отопителя.
• Промышленная автоматика: управление реле, соленоидами, небольшими исполнительными механизмами.
• Управление питанием в телекоммуникационном оборудовании и бытовой технике.

Итог: BTS4140N — это проверенное временем, надежное и простое в применении решение для коммутации средних токов в суровых условиях. Для новых проектов Infineon рекомендует использовать более современные аналоги, такие как BTS4141N или BTS4142N.