IRF520 и IRL520 — N-канальные MOSFET на 100 В и 9,2 А

IRF520 — популярный MOSFET в корпусе TO-220, на котором продают модули ключа для Arduino. Его логическая пара IRL520 выглядит так же, но открывается от 5 В. Разбираем по даташитам Vishay, почему IRF520 от вывода микроконтроллера работает плохо, где у IRL520 подвох и сколько тока ключ выдержит без радиатора.

Обновлено 16 октября 2026 г.Редакция GAW

Содержание

Распиновка
Параметры
Управление от 5 В
Нагрев

IRF520 и IRL520 (Vishay) — N-канальные полевые транзисторы третьего поколения в корпусе TO-220AB на 100 В и 9,2 А. Корпус, выводы и почти все параметры стока у них одинаковые, а отличаются они затвором: IRF520 рассчитан на управление напряжением 10 В, IRL520 — на логический уровень 4–5 В. Как устроен ключ на MOSFET и как считать его обвязку — в статье «Ключ на MOSFET».

Распиновка

IRF520 и IRL520 в корпусе TO-220AB, вид спереди: 1 — затвор, 2 — сток, 3 — исток; фланец — сток

Фланец соединён со стоком. Если радиатор касается корпуса прибора или общего провода, транзистор ставят через изолирующую прокладку.

Параметры

По даташитам Vishay при 25 °C:

Параметр	IRF520	IRL520
Напряжение сток–исток	100 В	100 В
Напряжение затвор–исток, предел	±20 В	±10 В
Ток стока при 25 °C корпуса	9,2 А (при 10 В на затворе)	9,2 А (при 5 В на затворе)
Ток стока при 100 °C корпуса	6,5 А	6,5 А
Импульсный ток	37 А	36 А
Порог V_GS(th)	2,0–4,0 В	1,0–2,0 В
R_DS(on), не больше	0,27 Ом при 10 В	0,27 Ом при 5 В, 0,38 Ом при 4 В
Ёмкость затвора C_iss	360 пФ	490 пФ
Заряд затвора, не больше	16 нК при 10 В	12 нК при 5 В
Мощность при 25 °C корпуса	60 Вт	60 Вт
Тепловое сопротивление кристалл–корпус	2,5 °C/Вт	2,5 °C/Вт
Тепловое сопротивление кристалл–воздух	62 °C/Вт	62 °C/Вт
Температура кристалла	−55…+175 °C	−55…+175 °C

Сопротивление 0,27 Ом — много для MOSFET в TO-220: у IRF540 в том же корпусе по даташиту Vishay — до 0,077 Ом, в три с половиной раза меньше. IRF520 и IRL520 рассчитаны скорее на высокое напряжение, чем на большой ток.

Управление от 5 В

Порог — это напряжение, при котором канал только начинает проводить: у IRF520 он задан при токе 250 мкА. Гарантия сопротивления канала у IRF520 дана только при 10 В на затворе. При 5 В от микроконтроллера экземпляр с порогом около 4 В будет открыт лишь частично: сопротивление канала окажется больше гарантированных 0,27 Ом, а насколько — даташит не говорит. При токе в амперы это означает сильный нагрев.

Варианты:

IRL520 — сопротивление 0,27 Ом гарантировано при 5 В и 0,38 Ом при 4 В на затворе, то есть он полностью открывается от 5-вольтовой логики. От 3,3 В гарантий нет и у него.
Драйвер затвора — транзистор или микросхема, которые подают на затвор IRF520 10–12 В. Тогда IRF520 работает в гарантированном режиме.

У IRL520 есть свой подвох: предел затвор–исток — всего ±10 В. Если затвор управляется от 12 В, IRL520 может выйти из строя, а IRF520 с пределом ±20 В выдержит.

Нагрев

Потери в открытом ключе — I² · R_DS(on). Без радиатора тепловое сопротивление TO-220AB по Vishay — 62 °C/Вт:

Ток	Потери при 0,27 Ом	Нагрев кристалла без радиатора
1 А	0,27 Вт	около 17 °C
2 А	1,1 Вт	около 67 °C
3 А	2,4 Вт	около 150 °C — слишком много

Сопротивление канала растёт с нагревом, поэтому реальные потери будут ещё больше. Для токов больше 2 А нужен радиатор: тепловое сопротивление кристалл–корпус — 2,5 °C/Вт, и с хорошим радиатором ключ отдаёт свои амперы. Посчитать радиатор поможет калькулятор радиатора.

Транзисторы с меньшим сопротивлением в том же корпусе — IRF540, IRFZ44 и IRLZ44, P-канальные — IRF9540 и IRF9Z34, остальные — в разделе «Транзисторы».

Частые вопросы

Какая распиновка у IRF520?

По даташиту Vishay в корпусе TO-220AB: если смотреть на маркировку выводами вниз, слева направо — затвор G, сток D, исток S. Металлический фланец соединён со стоком, поэтому радиатор под напряжением стока, и его изолируют от корпуса прибора. Распиновка IRL520 такая же.

Можно ли управлять IRF520 от Arduino напрямую?

Плохо. Порог IRF520 по Vishay — от 2 до 4 В, а сопротивление канала гарантировано только при 10 В на затворе. При 5 В с вывода Arduino экземпляр с порогом около 4 В откроется лишь частично, и при токе в амперы транзистор будет сильно греться. Для 5 В нужен IRL520 с гарантией при 4–5 В или драйвер затвора на 10–12 В.

Чем IRL520 отличается от IRF520?

Затвором. Порог IRL520 — 1–2 В, а сопротивление 0,27 Ом гарантировано уже при 5 В на затворе и 0,38 Ом при 4 В. Зато предельное напряжение затвор–исток у IRL520 всего ±10 В против ±20 В у IRF520. Сток, ток 9,2 А, корпус и выводы одинаковые.

Какой ток выдержит IRF520 без радиатора?

Немного: 9,2 А по даташиту — при корпусе, охлаждённом до 25 °C. Без радиатора тепловое сопротивление кристалл–воздух — 62 °C/Вт. При 10 В на затворе и 0,27 Ом ток 2 А даёт 1,1 Вт и нагрев кристалла примерно на 67 °C; 3 А — уже 2,4 Вт и около 150 °C, это много. Для токов больше 2 А нужен радиатор.

Источники

Vishay Siliconix. IRF520 Power MOSFET (Document Number 91017, S21-0819-Rev. C, 02-Aug-2021) — TO-220AB, выводы G, D, S; 100 В, VGS ±20 В; ID 9,2 А при 25 °C корпуса и 6,5 А при 100 °C, импульсный 37 А; 60 Вт при 25 °C корпуса; RthJA 62 °C/Вт, RthJC 2,5 °C/Вт; кристалл −55…+175 °C; VGS(th) 2,0–4,0 В; RDS(on) не больше 0,27 Ом при VGS = 10 В и 5,5 А; Ciss 360 пФ; Qg до 16 нК при 10 В; диод тела до 9,2 А, падение до 1,8 В
Vishay Siliconix. IRL520 Power MOSFET (Document Number 91298, S21-1046-Rev. C, 25-Oct-2021) — TO-220AB; 100 В, VGS ±10 В; ID 9,2 А при VGS = 5 В и 25 °C корпуса, 6,5 А при 100 °C; 60 Вт; RthJA 62 °C/Вт; VGS(th) 1,0–2,0 В; RDS(on) не больше 0,27 Ом при 5 В и 5,5 А и 0,38 Ом при 4 В и 4,6 А; Ciss 490 пФ; Qg до 12 нК при 5 В

Нашли ошибку?