Übersicht
Der IRFR120Z ist ein NMOS MOSFET von International Rectifier. Die Schwellenspannung (VTO) beträgt 4 V ; das Modell führt zudem einen RON-Wert von 150.000 mΩ. Zusätzlich ist ein VDS-Parameter von 200 V hinterlegt.
Die nachfolgenden SPICE-Modellparameter stammen aus der Open-Source-Bibliothek KiCad-Spice-Library und lassen sich in vielen Faellen in LTSpice, ngspice oder QUCS einbinden. Ob ein Modell ohne Nacharbeit laeuft, haengt jedoch von Bibliothekseinbindung, Syntaxdetails und Simulatoroptionen ab. Das Modell verwendet das VDMOS/LEVEL-1 Format.
Ausgangskennlinienfeld (I_D vs V_DS)
Das Ausgangskennlinienfeld zeigt den Drainstrom I_D als Funktion der Drain-Source-Spannung V_DS für drei Gate-Spannungen. Der Übergang von der linearen zur Sättigungsregion laesst sich im Modell nachvollziehen. Nutzen Sie unseren MOSFET-Arbeitsbereich-Rechner für interaktive Analysen.
Einordnung & Anwendung
VTO = 4 V liegt in einem mittleren Bereich. Das Modell deutet damit eher auf klassische Gate-Treiber-Spannungen hin, ersetzt aber keine Prüfung der R_DS(on)-Angaben bei der tatsächlich verfügbaren Gate-Spannung, der Strombelastung und des sicheren Arbeitsbereichs.
Hinweis: Diese Einordnung leitet sich aus wenigen SPICE-Kennwerten ab und ersetzt keine datenblatt-, thermik- oder schaltungsbezogene Eignungspruefung.
Gate-Kapazität & Treiberauslegung
Die relativ hohe Eingangskapazität (geschätzt/äquivalent CGS = 2.300 nF) weist auf erhöhten Umladebedarf am Gate hin. Für schnelle Flanken oder höhere PWM-Frequenzen ist daher oft ein dedizierter Gate-Treiber sinnvoll; der nötige Spitzenstrom hängt von Gate-Ladung, Taktfrequenz und gewünschter Flankenzeit ab.
SPICE-Modellparameter
| Parameter | SPICE-Schlüssel | Wert |
|---|---|---|
| Schwellenspannung | VTO | 4.0000V |
| Transkonduktanzkoeffizient | KP | 1.7500A/V² |
| Drain-Widerstand | RD | 50.000 mΩ |
| Source-Widerstand | RS | 0Ω |
| Drain-Source On-Widerstand | RON | 150.000 mΩ |
| Max. Gate-Drain Kapazität | CGDMAX | 4.200 nF |
| Min. Gate-Drain Kapazität | CGDMIN | 50.000 pF |
| Gate-Source Kapazität | CGS | 2.300 nF |
| Sperrschichtkapazität | CJO | 65.000 pF |
| Transitzeit | TT | 24.000 ns |
| Sättigungsstrom | IS | 200.000 fA |
| Gate Ladung | QG | 6.900 nC |
| Max. Drain-Source Spannung | VDS | 200.0000V |
SPICE .model Zeile
.model IRFR120Z VDMOS(RG=3.65 (VTO=4 KP=1.75 RD=0.05 RS=0 CGDMAX=4.2e-9 CGDMIN=5.000000000000001e-11 CGS=2.3e-9 CJO=6.5e-11 TT=2.4000000000000003e-8 IS=2e-13 RB=0.012 RON=0.15 QG=6.9000000000000006e-9 VDS=200)Die obige Zeile kann in viele SPICE-Netzlisten (LTSpice, ngspice, QUCS) uebernommen werden. Vor dem produktiven Einsatz sollten Modellsyntax, Default-Temperaturen und Bibliothekspfade im verwendeten Simulator geprueft werden. Das Modell verwendet das VDMOS(RG=3.65 Format.
Hinweise zur Nutzung
1. Viele SPICE-Workflows starten mit einer nominalen Simulationstemperatur von 27°C. Massgeblich bleiben jedoch die Einstellungen des verwendeten Simulators (z.B. .temp, tnom) und die modellierten Temperaturkoeffizienten.
2. Kopieren Sie die .model-Zeile direkt in Ihre SPICE-Netzliste oder verwenden Sie unseren SPICE-Parameterextraktion Rechner.
3. Die Modellgenauigkeit kann je nach Hersteller-Charge variieren. Validieren Sie kritische Designs stets mit Datenblatt-Messungen.
⚡ MOSFET Arbeitsbereich Schnellrechner
NMOS-Parameter aus SPICE-Modell vorausgefüllt:
Häufig gestellte Fragen
Was bedeutet VTO=4V beim IRFR120Z?
VTO (Threshold Voltage) ist die modellierte Gate-Schwellenspannung, ab der im MOSFET-Modell Kanalstrom einsetzt. Beim IRFR120Z liegt sie bei 4 V. Allein daraus laesst sich jedoch keine sichere Logic-Level-Aussage ableiten; dafuer sind vor allem R_DS(on)-Angaben, Transferkurven sowie Strom- und Temperaturbedingungen bei der tatsaechlichen Gate-Spannung relevant.
Kann ich den IRFR120Z direkt in LTSpice verwenden?
Hauefig ja, aber nicht zwingend ohne Nacharbeit. Kopieren Sie die .model-Zeile aus der KiCad-Spice-Library in Ihre Netzliste und pruefen Sie Modellformat, Bibliothekseinbindung und Temperatur-/Optionsdefaults Ihres LTSpice-Setups. Das Modell verwendet das LEVEL-1-Format, das in vielen SPICE-Simulatoren grundsaetzlich bekannt ist.
Modelle mit niedrigerem modelliertem RDS(on)
Folgende Modelle liegen in ähnlichen Grundkategorien, zeigen im jeweiligen SPICE-Modell jedoch abweichende BF- bzw. RDS(on)-Tendenzen:
Technologische Alternativen (NMOS)
Weitere Transistormodelle mit vergleichbarem Schwellenspannungs-Niveau (VTO):
Quellen und Referenzen
- KiCad-Spice-Library — LTSpice MOS.lib
- LTSpice Standard Model Library — Analog Devices