Мощный МОП транзистор

May 29, 2010 by admin Комментировать »

До последнего времени считалось, что полевые транзисторы по своей при­роде могут применяться только в схемах с малыми уровнями мощности. В настоящее время разработан новый тип полевого транзистора, который ра­ботает при сравнительно больших уровнях мощности. Производитель но­вого прибора Siliconix Inc. назвал его MOSPOWER FET (мощный МОП-транзистор). Отличительные черты нового прибора следующие:

1. Отсутствие вторичного пробоя

2. С повышением температуры характеристики не ухудшаются

3. Очень высокая скорость переключения, например, 5 наносекунд при токе 1 А.

4. Незначительная мощность, потребляемая по входу, например, им может управлять обычный логический элемент.

По сравнению с тиристорами мощные МОП-транзисторы имеют преимущество, состоящее в том, что отсутствует необходимая для вык­лючения тиристоров перекоммутация, а также в высокой частоте пере­ключения вплоть до нескольких МГц и выше. Кроме того, для повыше­ния суммарной мощности эти приборы могут включаться параллельно.

Основные параметры мощного МОП-транзистора VMP-\ фирмы Siliconix представлены на рис. 4.31. Характеристики этого транзистора изображены на рис. 4.32. Из этих кривых можно увидеть, что сопротивле­ние между стоком и истоком становится очень малым, когда напряжение затвор-исток находится в диапазоне от 5 до 10 В. Это позволяет использо­вать прибор с управляющими логическими элементами типа КМОП.

clip_image002

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ

Максимальное напряжение сток-исток 60 В

Максимальное напряжение сток-затвор 60 В

Максимальный ток стока 2.0 А

Максимальный ток затвора (стабилитрон) 10 мА Максимальное напряжение затвора (стабилитрон) Максимальная рассеиваемая мощность при температуре корпуса 250С Тепловое сопротивление переход-корпус Диапазон температур (работы и хранения)

35 Вт

3.5 ОС/Вт

от-55 до+150 ОС

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ (при 25 ОС, если не указана другая температура)

Параметры

MtlH.

Тип.

Мах.

Едизм

Условия измерения

1

BVo.

Пробой сток-исток

60

в

Vo.-Ob:Ia

^ Пороговое напряжение затвор-исток

0.8

20

в

Vc.-Vo.;Io-1mA

_?

Статческие

W

Ток утечки затвора

0.5

мкА

Va-15B;V„-0B

4

!«-,

Остаточный ток стока

0.5

мкА

Ve.-0B:V„-24B

5

Idm

Прямой ток стока *

1

А

V«-10B:V„-24B

6

Iiv«)

Прямой ток стока ?

0.3

1.2

А

Va-5B;V„-24B

7

Сопротивление сток-исток*

1.9

2.5

Ом

Vc-10B;Io-lA

8

e-

Проводимость сток-исток 1*

200

мСим

Vb,-24B;Io-1A

9

Входная емкость

38

пФ

Vc-0B;Vb,-"24B

10

Проходная емкость

7

пФ

Ус-0В;Ум-»24В

11

Выходная емкость в режиме с общим истоком

33

пФ

Уа-0В;Уи-24В

* Импульсные изм^ения

Рис. 4.31. Параметры мощного МОП-транзистора VMP-\ фирмы Siliconix. Более поздние мощные МОП-транзисторы обходятся без защиты затвора стабилитроном. Siliconix Inc.

clip_image004

о 10 20 30 40 50 о 2 4 б 8 10 12

Напряжение сток-исток. В Напряжение затвор-исток, В

(А) Семейство выходных характеристик. (В) Проходная характеристика.

clip_image006

Напряжение затвор-исток, В (С) Сопротивление сток-исток.

Рис. 4.32. Характеристики мощного МОП-транзистора VMP- \ фирмы Siliconix. Хотя последующие мощные МОП-транзисторы превосходят транзистор VMP-\, эти характеристики типичны ддя всех приборов этого типа. Siliconix Inc.

Затвор прибора защищен встроенным стабилитроном. Это обеспечивает защиту от электрического пробоя, возможного при касаниях рукой, пайке, переходных процессах в схемах. Однако вход не имеет такой электричес­кой защищенности как у биполярных транзисторов или тиристоров. Соот­ветственно, необходимо соблюдать предосторожность как при обращении с прибором, так и при его эксплуатации.

Простой инвертор, использующий мощный МОП-транзистор, пока­зан на рис. 4.33. Частота генерируемого прямоугольного колебания со­ставляет 10 кГц при емкости конденсатора С 100 пФ.

На рис. 4.34 представлена двухтактная схема. Она работает в классе В на МОП-транзисторах и может использоваться для формирования выходного напряжения как синусоидальной, так и прямоугольной фор­мы. Бестрансформаторный выход усиливает впечатление простоты этой схемы.

clip_image008

Рис. 4.33. Простой инвертор на мощных МОП-транзисторах.

clip_image010

Рис. 4.34. Двухтактный усилитель, используемый как инвертор с внешним возбуждением. Siliconix Inc.

С появлением мощных транзисторов инверторы стали успешно исполь­зоваться в источниках питания и в схемах управления электродвигателями. Как мы видели, большинство инверторов на транзисторах формируют на нагрузке напряжение прямоугольной формы. Возникает вопрос о соотноше­нии выходного напряжения инвертора и номинального напряжения пита­ния электродвигателя. Большинство электродвигателей рассчитаны на рабо­ту от синусоидального напряжения и на шильдике электродвигателя указывается номинальное эффективное напряжение. Расчет показывает, что напряжение прямоугольной формы должно на 10 процентов превышать эф-

фективное значение напряжения синусоидальной формы. То есть, элект­родвигатель с номинальным напряжением 115 В должен, по теории, пи­таться от напряжения 126,5 В прямоугольной формы. На практике эффек­ты от вихревых токов, гистерезиса, индуктивности, влияние гармоник на вращательный момент приводит к необходимости проведения эксперимен­тов в каждом случае. Некоторые электродвигатели при питании напряже­нием прямоугольной формы с амплитудой 110% от номинального значе­ния перегреваются, поэтому напряжение их питания следует несколько уменьшить.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты