Для творців потужних напівпровідникових приладів було цілком природно розмірковувати про те, наскільки буде добре, якщо кращі параметри різних пристроїв, так чи інакше, об’єднати в одному пристрої. Ніщо не заважає пофантазувати про пристрій, що легко запускається, може працювати при великих токах і високих напругах, здатне перемикатися з частотами порядку мегагерца, має дуже низький тепловий опір для ефективного відводу тепла і т.д. Дійсно, були практичні рішення, які до певної міри, об’єднали властивості різних пристроїв. Одним із прикладів є операційні підсилювачі з польовими транзисторами на вході і біполярними на виході; спочатку це були гібридні схеми, але з часом стали випускатися як інтегральні схеми. Мета, яка була успішно досягнута, полягала в тому, щоб створити дешевий підсилювач з високим вхідним опором, низьким вихідним опором і з хорошими іншими характеристиками.

Що стосується потужних пристроїв, то малася IGBT (Біполярний-МОП-транзистор) схема, показана на рис. 19.10, яка знову містить МОП-транзистор на вході і біполярний на виході. Однак тут комбінована схема зроблена за допомогою дискретних елементів, малопотужний МОП-транзистор у вхідному каскаді і потужний біполярний транзистор в якості вихідного. Використовується каскодной з’єднання, при якому біполярний транзистор працює із загальною базою. Виявляється, що схема з загальною базою крім вищої верхньої частоти в порівнянні зі схемою із загальним емітером, може працювати при більш високих напругах. Однак схемою на біполярному транзисторі із загальною базою надзвичайно важко керувати, тому що вона має дуже низький вхідний опір. Тут той випадок, коли вхідний каскад на МОП-транзисторі рятує положення. Кінцевим результатом є легко керований, високовольтний і високочастотний перемикач, який працює з великими струмами. Потужний високовольтний МОП-транзистор, який замінюється IGBT-транзистором, мав би великі втрати в провідному стані і ймовірно коштував би дорожче.

Рис. 19.17. Варіанти IGBT-транзисторів. (А) IGBT-транзистор, що має внутрішній діод з малим часом відновлення. (В) IGBT-транзистор з «контрольним» електродом в якості датчика струму. Подібний до SENSEFET-транзистору. International Rectifier Corp.

Фірма Harris Semiconductor створила ряд таких IGBT-транзисторів, що працюють з напругою 400 В і 500 В і діючими значеннями струму в діапазоні від 10 А до 25 А (при імпульсному режимі роботи припустимі більш високі струми). Експериментатор може досягти дуже мно-

гого з цими транзисторами, розрахованими для роботи до 5 кГц. Більш високочастотні версії підуть майже напевно, оскільки швидкодія підвищується не за рахунок якихось істотних змін.

На момент написання книги зусилля були зосереджені на розробці сімейства потужних і-канальних IGBT-транзисторів. Не ясно, чи будуть з’являтися на ринку варіанти / ^-канальних IGBT-транзисторів. В / ^-канальних приладах виникають проблеми через більш низької рухливості носіїв заряду. Проте подібний песимізм свого часу забарився розвиток потужних /> і />-транзисторів і МОП-транзисторів з рканалом. Можливо, що завдання пов’язані з швидкодією, втратами у відкритому стані, замикання і вартістю будуть вирішені, і одного разу IGBT-транзистори з р-каналом стануть легко доступними.

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