Общемировые тенденции развития силовой элементной базы (транзисторы)

August 25, 2013 by admin Комментировать »

В последнее время достаточно динамично улучшаются характеристики классических трехэлектродных MOSFET. Сегодня на отечественном рынке электронных компонентов можно встретить представителей так называемого пятого поколения транзисторов MOSFET, выпускаемых фирмой «International Rectifier». В маркировке этих транзисторов присутствует буква «N», например, IRFZ44N, но их достаточно легко спутать с более старой модификацией, такой буквы не имеющих — IRFZ44. Размер кристалла полупроводника у транзисторов пятого поколения в среднем меньше на 10…20 %, снижено также сопротивление канала в открытом состоянии (ЛЛ(оп)), уменьшена величина заряда затвора (Qg), в несколько раз снижен заряд обратного восстановления (Q^) паразитного диода.

В области маломощных высокочастотных преобразовательных устройств электропитания сегодня наблюдается тенденция к значительному сокращению их габаритных размеров, повышению КПД, а также применением целого ряда мер к обеспечению рациональной компоновки в составе электронных приборов. Достигнутьтакого положительного результата в значительной степени позволяет сокращение габаритов элементной базы (прежде всего — силовой), комбинационные сочетания нескольких элементов в одном корпусе. Ярким представителем подобной комбинационной элементной базы является серия FETKY MOSFET (рис. 2.1.23). Технология этой серии следующая: вместе с транзистором корпусируется диод Шоттки (schottky diode), причем та-

Рис. 2.1.23. Комбинированные MOSFET транзисторы: а — FETKY MOSFET IRF7521D1; б — Dual FETKY MOSFET IRF7901D1

ким образом, чтобы обеспечить соединение этих элементов согласно типовых и широко применяемых схем высокочастотных преобразователей. На рис. 2.1.23, б показана специализированная транзисторная сборка типа Dual FETKY, содержащая два MOSFET транзистора и диод Шоттки. Такая сборка незаменима при построении синхронных схем вторичных источников электропитания [2]. Пример применения комnoHeHTaIRF7901Dl серии Dual FETKYMOSFET показан нарис. 2.1.24.

Рис. 2.1.24. Пример применения IRF7901D1

Достаточно большой класс MOSFET транзисторов составляют конструктивные модули, предназначенные для работы с большими токами. К примеру, модуль типа FB180SA10 (рис. 2.1.25), выпускаемый фирмой «International Rectifier», представляет собой одиночный транзистор в корпусе SOT-227. Технические характеристики позволяют эксплуатировать модуль при напряжении до 100 В и токе до 180 А. При этом сопротивление канала в открытом состоянии (Я^ов)) составляет всего 0,0065 Ом.

Но все-таки общемировые тенденции развития силовой элементной базы сегодня таковы: фирмы-производители отказываются от выпуска мощных модулей на основе MOSFET и расширяют номенклатуру полевых транзисторах в стандартных корпусах широкого применения. А нишу мощных ключевых модулей стремительно занимают транзисторы IGBT, о которых мы далее будем говорить в этом разделе.

Рис. 2.1.25. Транзистор MOSFET FB180SA10 в корпусе SOT-227

С достаточно большим запозданием на рынок отечественных силовых полупроводников поступили транзисторы MOSFET собственного производства, являющиеся очень близкими аналогами транзисторов, выпускаемых ведущими зарубежными фирмами. Производятся они УП «Завод «Транзистор« (г. Минск) [17], ОАО «ВЗПП-Сборка» (г. Воронеж) [18], ОАО «ФЗМТ» (г. Фрязино) [19]. Наверняка читатели встретят в номенклатуре и других отечественных предприятий новые полевые транзисторы. Но ихдоля, по сравнению с продукцией названных предприятий, пока невелика.

В табл. 2.1.2 приведены некоторые типы транзисторов, выпускаемых УП «Завод «Транзистор». Эти транзисторы реально поставляются, их можно приобрести без всяких проблем. Ошибок производства, связанных несовершенством технологии, становится все меньше, а цена отечественных аналогов остается ниже зарубежных прототипов.

Теперь обратимся к продукции ОАО «ВЗПП-Сборка» (табл. 2.1.3). Это предприятие специализируется на выпуске транзисторов MOSFET с повышенной стойкостью к внешним воздействиям, более высокой надежностью. Данные транзисторы рекомендуется использовать при разработке изделий специальной техники, так как они поставляются в высокопрочных металлокерамических корпусах (рис. 2.1.26), цены на которые значительно выше цен на пластмассовые корпуса широкого потребления.

Таблица 2.1.2. Некоторые MOSFET транзисторы, выпускаемые УП «Завод «Транзистор»

Таблица 2.1.3. Некоторые серийные MOSFET транзисторы, выпускаемые ОАО «ВЗПП-Сборка»

Рис. 2.1.26. Металлокерамические корпуса: а — KT-28A-2.01; б — KT-43A-01.01; в KT-97A; г KT-97B

Важно отметить, что ОАО «ВЗПП-Сборка» освоило выпуск транзисторов MOSFET со считыванием тока. Номенклатура этих транзисторов приведена в табл. 2.1.4, а внешний вид показан на рис. 2.1.27.

Таблица 2.1.4. Транзисторы MOSFET со считыванием тока, выпускаемые ОАО «ВЗПП-Сборка»

Рис. 2.1.27. Внешний вид транзисторов со считыванием тока в корпусе KT-56A

В номенклатуре фирмы имеются транзисторные силовые модули типа МТКП, представляющие собой заключенный в корпус типа ТО-244 (рис. 2.1.28) одиночный транзистор. Модули МТКП допускают работу с напряжением «сток—исток» до 200 В и продолжительным током стока до 200 А. Как и в предыдущем случае, эти модули являются близкими аналогами серии IRFK4Hxx, некогда производимых фир

Рис. 2.1.28. Внешний вид модулей серии МТКП

мой «International Rectifier» (в настоящее время фирма сняла эти изделия с производства).

Номенклатура транзисторов MOSFET, производимых ОАО «ФЗМТ», не столь широка, как номенклатура упомянутых выше фирм, однако эти транзисторы также выпускаются в категории качества, пригодной для разработки изделий спецтехники. В табл. 2.1.5 приведена основная номенклатура MOSFET производства ОАО «ФЗМТ». Эти транзисторы изготовлены в корпусах, пригодныхдля поверхностного монтажа. При желании ознакомиться с более подробной информацией имеет смысл обратиться непосредственно к сайту фирмы [19].

Таблица 2.1.5. Некоторые серийные MOSFET транзисторы, выпускаемые ОАО «ФЗМТ»

Собственно, вот и все главные сведения, которые нужно знать разработчику, чтобы применять в разработках транзисторы MOSFET. А теперь мы перейдем к знакомству с основным ключевым элементом, занявшим лидирующее положение в мощной преобразовательной технике, — к рассказу о транзисторе типа IGBT. Появление транзисторов IGBT решило существовавшую десятилетиями проблему обеспечения мощных высоковольтных силовых схем простым и надежным ключевым элементом, обладающим высоким быстродействием, малыми затратами энергии на управление, устойчивостью к многократным токовым перегрузкам и полной управляемостью (при включении и выключении), а также открыло громадные перспективы для создания высоконадежных статических преобразователей.

Источник: Семенов Б. Ю. Силовая электроника: профессиональные решения. — М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2011. — 416 c.: ил.

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