Таблиця 13.1 представляє узагальнене керівництво по застосуванню транзисторів різних типів. За економічними показниками, доступності, по менш істотним вимогам і через незнання дивні транзистори іноді знаходяться на дивних місцях. В даний час швидко розвивається напрямок, пов’язаний зі створенням прекрасних монолітних транзисторів Дарлінгтона з потрійною дифузією; ці структури по суті мають мало спільного з попередніми низькочастотними транзисторами. Характеристики різних транзисторів часто перекриваються між собою.

Частотні властивості транзисторів виробники вказують двома способами. Поширеним варіантом є визначення fT, Частоти, на якій коефіцієнт посилення струму в схемі із загальним емітером стає рівним одиниці; параметр fT відомий також як гранична частота передачі струму. Коефіцієнт посилення струму знижується на 6 дБ при збільшенні частоти на октаву; знаючи це, можна приблизно визначити граничну частоту коефіцієнта посилення струму, яка визначається як частота, на якій коефіцієнт посилення по струму (р) на 3 dB нижче, ніж на низькій частоті, наприклад 1000 Гц. Гранична частота повинна бути, принаймні, в 10 разів вище частоти перемикань; це твердження засноване на припущенні, що для отримання достатньо прямокутної форми сигналу необхідна наявність 10 гармонік.

Таблиця 13.1. Керівництво по застосуванню потужних транзисторів

Германій (pop)

Кремній одноразова дифузія (прп)

Кремній Епітаксиальна база (прп / РПР)

Кремній подвійна дифузія (прп / РПР)

Властивості

Електрично надійність

Практично поєднує

Найкраща біполярна

Низька ціна.

ний. Хороші тепло

надійність, хороші ча

технологія для отримання

Великі струми.

ші характеристики ча

стотние властивості і висо

високочастотних властивостей,

Низька напруга наси

сто роблять цей крем

дещо робочу напругу.

забезпечують високу

домлення колектор-емітер

ніевий прилад перед

Корисна “робочих коней

частоту перемикання.

шанобливіше Германи

ка “для багатьох примене

Великий номінальний

евого.

ний в джерелах живлення.

струм.

Недоліки

Можлива мала ефек

Якщо увага занадто

Обмежені частотні

Обмежений частотний

вність в схемах з ви

акцентовано на частот

возможності.Т ребуется

діапазон. Помірні ра

сокой частотою комутац

них властивості, то жнива

ефективне відведення тепла

бочіе напряженіяОбич

ції.

ет електрична надійність

(Температура переходу ог

але відсутня транзистор

ність. Зазвичай низька ве

ранічена величиною 110 “С). Напруга колектора звичайно нижче 100В. Відсутні транзистори прп.

РПР-типу.

личина SO А.

Таблиця 13-1 (продовження)

Застосування

Універсальні мощ

Універсальний елементі

Швидкодіюча ком

Прохідні елементи в

ві прилади для чи

поєднанням параметрів,

мутація в додатках,

лінійних стабілізаторах.

лінійних стабилиза

дозволяють більш про

використовують високоякіс

Інвертори, преобразова

рів і для ІІП, ра

стое застосування ніж тран

кількісний схему. Часто

ки та ПІП, робота

працюючих на середніх

зістором з одноразовою

використовуються методи за

ющие на низьких і середніх частотах.

частотах.

дифузією.

щити.

Кремній потрійна

Кремній Дарлінгтон

Потужний МОП-

Синтезований

дифузія (лрл)

(Прп / РПР)

ТРАНЗИСТОР

(Л-канал)

транзистор (імітація ЛРП-транаістора)

Властивості

Високий коефіцієнта

Відсутня неконтрольо

Повний захист від пере

Другосортний біполяр

ент посилення по струму.

руемой нагрів. Отсут

грузок. Чи безпечні підви

ний прилад в отноше

Висока вхідна зі

ствует вторинний про

ня напруги на базі

нии частотних властивостей

опір. Поміркований

бій. Дуже висока ско

до 40 В. Час переклю

і швидкості комутації *

ва вартість та про

рость комутації. Дуже

чення 0,5 мкс. Ток бази 3

Має краще робоче

стота виробництва.

високий вхідний сопро

мкА. Сумісні з

напругу.

Комбінація параметрі ». Підходить для багатьох застосуванні. Електрично надійний.

тівленіе. Внутрішня захист затвора. Режим збагачення. Просте запаралелювання.

КМОП або ТТЛ. Низька ціна.

Недоліки

Деяка втрата гнучко

В деяких схемах внут

Обмежені номінальні

Номінальний струм зви

сти схеми. Слід ретельно

ренній діод може ви

значення струму і напруги

але нижче, ніж у інших

тельно оцінювати комп

зувати проблеми. З

ня. (Близько 2А і 40В.)

кремнієвих транзисторів.

ромісс між частотою,

противлення включеному

Недоступні РПР «транзит

Вартість вище, ніж у

напругою і струмом.

го транзистора може при

сторі. Схильні до авто

“Робочих конячок”

Не допускає насичення. Тому на транзисторі має місце велика занепалі напруги.

водити до великих втрат напруги та зниження К.П.Д.

коливань при не акуратному монтажі.

Застосування

Прохідні елементи.

Оптимально підходить

Висока надійність,

Високовольтні стабілізації

Драйвери. Помірна

для лінійних і импуль

малопотужний вихідний

затори, інвертори і пре

частота комутації.

сних джерел живлення

елемент для імпульсних

просвітників. Зазвичай ис

Корисний для зменшення

в широкому діапазоні

та лінійних джерел.

користуються в імпульсних

числа компонент і про

потужностей. Заслуговує

Особливо корисний в недо

схемах, де є висо

виробничих витрат.

уваги при високій

рогіх розробках, пото

кая частота перемикання і висока напруга.

Управління двигунами.

частоті комутації. Чудово підходить для управління двигунами.

му що не вимагає схеми захисту.

Потужний МОП-транзистор

Потужний

МОП-транзісгор

SENSEFET

Потужний МОП-транзистор

Біполярний транзистор з ізольованим

(Р-канал)

Режим збіднення

затвором (IGBT)

Властивості

Прилад нормально від

Має додатковий

Володіє високим вхід

Більшість продавав

критий. Зміщенням на зат

висновок, за яким про

вим опір мощ

мих транзисторів мають

злодієві можна ще сильніше

тека мала частка струму

ного МОП-транзистора і

характеристики, подібні

відкрити транзистор або

навантаження, використовувана

низьким падінням напря

популярним п-канальним транзисторам. В деяких випадках спрощує топографію схем.

закрити його. Розробки були зосереджені на транзисторах з п-каналом, але є транзистори з р-каналом.

для цілей управління.

вання біполярного транзистора. Добре шунтує зворотний викид. Відсутні проблеми з вбудованим діодом.

Таблиця 13-1 (продовження)

Потужний

Потужний

SENSEFET

Біполярний

МОП-транзистор

МОП-транзистор

Потужний

транзистор

(Р ~ канал)

Режим збіднення

МОП транзистор

з ізольованим затвором (IGBT)

Недоліки

Менш поширений, ніж

Обмежений діапазон

Високовольтний і рабо

Менш доступний і дорожче, ніж аналогічний пканальний МОП-транзистор.

аналогічний МОП-транзистор, що працює в режимі збагачення. Зазвичай застосовуються схеми використовують транзистори, що працюють в режимі збагачення. Обмежені номінальні значення струму і напруги.

параметрів.

тане з великими струмами прилад, краще всього підходящий для низьких і середніх частот. Найкраще IGBT-транзистори працюють з частотами від 5 кГц до 20 кГц. Можуть працювати на частоті до 50 кГц.

Застосування

Добре підходить для не

Чудово підходить для

Найбільш підходящий

У більшості випадків

яких схем «постійно

використання в ім

для ІІП, що працюють

використовується подібно

го струму ».

пульсних стабилиза

при напрузі 600 В (і

транзистору з п-каналом.

Може використовуватися в

рах струму.

вище), токах десятки ам-

Сюди входять ПІП і уп

лінійному стабілізаторі.

Не потрібно вводити

Пердю на частоті 20 кГц

равление двигунами.

Імітує нормально

резистор зворотного зв’язку,

або нижче.

р-канальний МОП-тран

включений режим неко

розсіюючий мощ

Прилад дозволяє

зистор особливо добре підходить для використання в мостових синхронних випрямлячах.

торих реле.

ність, в ланцюг навантаження. (Опір, що використовується в цьому випадку розсіює малу потужність.)

дуже ефективно управляти двигуном.

Наведена оцінка частотних властивостей не годиться для частоти перемикань вище декількох кілогерц, тому що починає переважати явище накопичення зарядів в базі при насиченні транзистора. Тому, виробники транзисторів часто вказують параметри, що відповідають роботі в імпульсному режимі, такі як затримка, швидкість включення, накопичення заряду і час вимкнення при певних умовах роботи. Маючи таку інформацію, можна реально планувати частоту перемикань і тривалість робочого циклу.

Транзистори з потрійною дифузією поділяються на кільцеподібні і з Меза структурою. Кільцева структура дозволяє отримати номінальну напругу до 400 або 500 В, afT можуть бути близько 30 МГц. Транзистори з Меза структурою представляють класичний приклад компромісу, що дає номінальну напругу близько 1000 В і /т близько 10 МГц. Область безпечної роботи у високовольтних транзисторів більше, ніж у високочастотних.

Причини виникнення втрат, зображені на рис. 13.1 не повністю описують розсіювання потужності в імпульсному транзисторі. Можна припустити, що потужність також розсіюється при управлінні транзистором, так як для переведення його в насичене стан потрібна значна потужність. Втім, одночасно це призводить до скорочення потужності розсіюється в ланцюзі колектора через пониження VCE(saty Тому здається * що краще вибирати транзистори з високим коефіцієнтом посилення по струму і низьким напругою насичення.

Фактично кожен раз, коли Ви оптимізуєте якийсь параметр транзистора, то платите за це погіршенням іншого параметра. Якщо Ви задаєте критерій якості для транзисторів, перемноживши всі найбільш важливі параметри, то цей твір залишається приблизно постійним; один параметр поліпшується за рахунок пропорційного погіршення іншого. Наприклад, здатність транзистора працювати з високими напругами супроводжується погіршенням його частотних властивостей. З цієї точки зору досягнення в транзисторної технології можна характеризувати тим, наскільки виробничі процеси призводять до поліпшення всіх або більшості основних робочих характеристик.

Джерело: І.М.Готтліб Джерела живлення. Інвертори, конвертори, лінійні і імпульсні стабілізатори. Москва: Постмаркет, 2002. – 544 с.