为什么要烹饪MOSFET？

我已经制作了一个非常简单的MOSFET LED驱动器，该驱动器使用Arduino Nano的PWM 来开关MOSFET，该MOSFET控制大约16米长的LED灯带的功率。

我正在使用STP16NF06 MOSFET。

我正在控制RGB LED，所以我使用三个MOSFET每种颜色一个，当所有16米长的LED灯条都在运行时，我消耗的电流约为9.5安培。

9.5 A/ 3 channels = 3.17 A maximum load each.

MOSFET的全导通电阻为0.8Ω，所以我的热量应该是I ² R损耗

3.17 amperes^2 * 0.08 ohms = 0.8 watts

数据表显示我每瓦得到62.5°C的热量，最高工作温度为175°C，预期的环境温度低于50°C

175 °C - (0.8 W * 62.5 °C/W) + 50 °C = 75 °C for margin of error

我在没有散热器的情况下运行这些MOSFET，并且让它整夜运行在一个程序中，该程序只循环红，绿，蓝，白白色，并且不会过热。我希望该电路每天能够运行16个小时以上。

我正在为LED使用12 V电源和来自Arduino的5 V控制信号，因此对我来说，漏极栅极电压不能超过60 V或栅极源极电压不能超过20 V.

今天我在空调办公室的桌子上玩它之后，我发现我无法像当天早些时候那样关闭红色通道。在没有连接电源的情况下测量栅极到漏极的电流，我在红色通道上发现了400Ω，在绿色和蓝色通道上发现了无法测量的高电阻。

这是我正在使用的原理图。重复三遍是相同的事情，5 V是来自Arduino的PWM信号，没有电阻的单个LED只是LED灯条的代表，它具有电阻和坚固的设置，我觉得我不需要模拟。

我认为在我将Arduino的插头插入和拔出插头大约50次后，它还是失败了，尽管我不确定Arduino仍然可以正常工作。

因此，考虑到它可以工作几天，包括一天的高负荷，我的问题是：

1. 热插拔Arduino电路是否会损坏MOSFET，但不会损坏Arduino吗？

2. ESD可能是这里的罪魁祸首吗？我的书桌是涂树脂的木头或层压木头。应当注意，所有三个MOSFET的源极均为公共GND。

3. 我没有花哨的烙铁，也不知道它是否会超过300°C。但是，我使用铅焊料，并且在每个引脚上花的时间都尽可能少，所以我会先焊接第一个MOSFET的引脚，然后再焊接第二个MOSFET的引脚，依此类推，而不是连续地从一个芯片上做所有引脚，如果太多的话焊锡热是问题所在，为什么不立即造成问题？为什么现在突然弹出？

4. 我在计算中有什么遗漏或疏忽吗？

您的问题是栅极驱动电压。如果您查看STP16NF06的数据表，您会发现0.08ΩRdson仅适用于Vgs = 10 V，而您仅以5 V（低于5 V）驱动它，因此电阻要高得多。

具体来说，我们可以看一下图6（传输特性），该图显示了Vgs变化时的行为。在Vgs = 4.75 V和Vds = 15 V时，Id = 6 A，因此Rds = 15 V / 6 A = 2.5Ω。（由于某些非线性因素，实际上可能还没有那么糟，但它仍然超出了您的承受能力

ESD也可能是一个问题：MOSFET的栅极非常敏感，并且没有理由也一定会影响Arduino（其微控制器具有ESD保护二极管）。

我建议您使用阈值电压足够低的MOSFET，使其在4.5 V时完全导通。您甚至可以在其栅极上集成ESD保护的MOSFET。

关于栅极电压的观点是正确的，但是如果MOSFET没有加热，我不确定这是否是真正的罪魁祸首。

在典型的PWM频率下，以几安培驱动的16米12 V LED灯带将具有很大的电感。每当MOSFET关断时，这都会在漏极上引起电压尖峰。这些尖峰持续时间很短，但是电压可能是电源电压的许多倍。

解决此特定问题的方法是，在+ 12V和漏极之间增加一个与LED反并联的续流二极管（Schottky），就像电动机或其他电感性负载一样。

另一件事要检查。

这看起来像是连接到一个或多个PC和/或即插即用电源的实验设置。

这通常会产生一个环境，该环境在任何地方都不能直接引用到大地，也不能以不受控制的方式在电路中的某个点引用到大地，特别是当使用带有两脚连接电源的便携式计算机时。

常见的“轻量级”即插即用开关电源往往会为您提供输出轨，该轨实际上相对于大地具有高阻抗交流电势，相对于大地电压是一半叠加在两极上。通常不会引起注意，因为负载要么完全浮动（使用塑料外壳的附件），要么接地牢固（接地）（台式PC），并且阻抗足够高，不会伤害您（除非您握住电线以您的舌头，靠近静脉的地方……即使安全，也不要这么做。）

但是，在这样的测试设置中，这可能意味着一半的电源电压出现在错误的地方-60V甚至120V（实际上，在最坏的情况下，峰值电压约为170V ...）足以损坏栅极。如果任何其他电极以任何方式（例如，接地良好的人接触漏极或源极电路）接地，则表示未保护的MOSFET的接地。