IRF9540 и IRF9Z34 — P-канальные MOSFET в корпусе TO-220

IRF9540 и IRF9Z34 — P-канальные полевые транзисторы в корпусе TO-220, пара к N-канальным IRF540 и IRFZ44. Их ставят ключом в плюсовой провод: исток — на питание, нагрузка — от стока на общий провод. Главное отличие от N-канальных — управление отрицательным напряжением затвора относительно истока. Разбираем по даташитам Vishay.

Обновлено 16 октября 2026 г.Редакция GAW

Содержание

Распиновка
Параметры
Ключ в плюсовом проводе
Нагрев

IRF9540 и IRF9Z34 (Vishay Siliconix) — мощные полевые транзисторы с P-каналом в корпусе TO-220AB. По своим параметрам они — пара к N-канальным IRF540 и IRFZ44: IRF9540 рассчитан на 100 В, IRF9Z34 — на 60 В. Как устроен ключ на полевом транзисторе — в статье «Ключ на MOSFET».

Распиновка

IRF9540 и IRF9Z34 в корпусе TO-220AB, вид спереди: 1 G, 2 D, 3 S, фланец — сток

Фланец соединён со стоком, поэтому на общем радиаторе транзистор ставят через изолирующую прокладку.

Параметры

По даташитам Vishay при 25 °C (у P-канальных приборов напряжения и токи отрицательные):

Параметр	IRF9540	IRF9Z34
Напряжение сток–исток	−100 В	−60 В
Ток стока при корпусе 25 °C	−19 А	−18 А
Ток стока при корпусе 100 °C	−13 А	−13 А
Импульсный ток	−72 А	−72 А
Сопротивление канала R_DS(on)	до 0,20 Ом при V_GS = −10 В	до 0,14 Ом при V_GS = −10 В
Порог открывания V_GS(th)	−2…−4 В при −250 мкА	−2…−4 В
Напряжение затвор–исток	не больше ±20 В	не больше ±20 В
Полный заряд затвора	до 61 нК	до 34 нК
Входная ёмкость	1400 пФ	1100 пФ
Мощность при корпусе 25 °C	150 Вт	88 Вт
Тепловое сопротивление кристалл–корпус	1,0 °C/Вт	1,7 °C/Вт
Тепловое сопротивление кристалл–воздух	62 °C/Вт	62 °C/Вт
Температура кристалла	до 175 °C	до 175 °C

Сравнение с N-каналом той же серии: у IRF540 на 100 В сопротивление канала — до 0,077 Ом, у IRF9540 — до 0,20 Ом, почти втрое больше. При одинаковом токе P-канальный транзистор греется сильнее.

Ключ в плюсовом проводе

P-канальный транзистор ставят истоком к плюсу питания, нагрузку — между стоком и общим проводом. Транзистор открыт, когда затвор ниже истока на 10 В — при этом напряжении Vishay нормирует R_DS(on), — и закрыт, когда затвор подтянут к истоку.

Типовая схема управления от микроконтроллера:

Резистор между затвором и истоком держит транзистор закрытым по умолчанию.
Маленький N-канальный MOSFET, например 2N7000, или NPN-транзистор по команде микроконтроллера тянет затвор вниз.
Если питание выше 20 В, затвор нельзя опускать до общего провода: предел V_GS — ±20 В. Напряжение ограничивают делителем или стабилитроном между затвором и истоком.

Напрямую от вывода микроконтроллера P-канальным ключом можно управлять только если исток подключён к тому же питанию, что и сам микроконтроллер. Но при 5 В V_GS получится лишь −5 В, а сопротивление канала при таком напряжении в даташите не гарантировано — для этого нужны P-канальные транзисторы с логическим уровнем.

Нагрев

Потери в открытом ключе — I² · R_DS(on). IRF9540 при токе 5 А и 0,20 Ом рассеивает 5 Вт. Без радиатора, при тепловом сопротивлении кристалл–воздух 62 °C/Вт, это перегрев на 310 °C — недопустимо: без радиатора корпус TO-220 при 25 °C рассеивает не больше (175 − 25) / 62 ≈ 2,4 Вт. К тому же сопротивление канала растёт с нагревом. Радиатор подбирают в калькуляторе радиатора, другие транзисторы — в разделе «Транзисторы».

Частые вопросы

Какая распиновка у IRF9540?

Как у N-канальных MOSFET в TO-220AB: если смотреть на маркировку, выводами вниз, слева направо — 1 затвор (G), 2 сток (D), 3 исток (S). Металлический фланец соединён со стоком. У IRF9Z34 распиновка такая же.

Можно ли управлять IRF9540 напрямую от Arduino?

Как ключом в плюсовом проводе питания 12 В и выше — нет. Чтобы открыть P-канальный транзистор, затвор нужно опустить ниже истока: RDS(on) нормировано при VGS = −10 В, порог — от −2 до −4 В. Если исток на 12 В, вывод Arduino с 0 и 5 В даёт VGS от −12 до −7 В и не может закрыть транзистор полностью. Обычно затвор подтягивают резистором к истоку, а опускают его через маленький N-канальный MOSFET или NPN-транзистор, которым и управляет микроконтроллер.

Зачем нужен P-канальный MOSFET, если N-канальный лучше?

Для ключа в плюсовом проводе: нагрузка остаётся подключённой к общему проводу, а коммутируется питание. N-канальному транзистору в верхнем плече нужно напряжение затвора выше питания — драйвер с накачкой. P-канальный открывается напряжением ниже истока, которое легко получить. Цена — большее сопротивление: у IRF9540 0,20 Ом против 0,077 Ом у N-канального IRF540 на те же 100 В.

Что будет, если питание выше 20 В?

Напряжение затвор–исток у IRF9540 и IRF9Z34 допускается не больше ±20 В. Если затвор опускать до общего провода при питании 24 В, на затворе окажется −24 В — транзистор можно повредить. Поэтому напряжение на затворе ограничивают делителем или стабилитроном между затвором и истоком так, чтобы VGS было около −10 В, при котором и нормировано сопротивление канала.

Источники

Vishay Siliconix. IRF9540 Power MOSFET (doc. 91078, S21-0852-Rev. C, 16-Aug-2021) — с. 1 — P-канал, −100 В, RDS(on) 0,20 Ом при VGS = −10 В, Qg до 61 нК, корпус TO-220AB; предельные режимы: VGS ±20 В, ID −19 А при 25 °C и −13 А при 100 °C, импульсный −72 А, 150 Вт, кристалл до 175 °C; с. 2 — RthJC 1,0 °C/Вт, RthJA 62 °C/Вт, VGS(th) −2…−4 В при −250 мкА, ёмкости 1400, 590 и 140 пФ, времена переключения
Vishay Siliconix. IRF9Z34 Power MOSFET (doc. 91092, S21-0867-Rev. D, 16-Aug-2021) — с. 1 — P-канал, −60 В, RDS(on) 0,14 Ом при VGS = −10 В, Qg до 34 нК; предельные режимы: VGS ±20 В, ID −18 А при 25 °C и −13 А при 100 °C, 88 Вт; с. 2 — RthJC 1,7 °C/Вт, RthJA 62 °C/Вт, VGS(th) −2…−4 В, ёмкости 1100, 620 и 100 пФ

Нашли ошибку?