Поиск материала «Мощные полевые транзисторы и их применение

Ниже показаны результаты поиска поисковой системы Яндекс. В результатах могут быть показаны как эта книга, так и похожие на нее по названию или автору.

Search results:

1. Издания: * Мощные полевые транзисторы и их применение.

   Аннотация издательства: В книге американского специалиста рассматриваются принципы работы, конструктивно-технологические особенности и характеристики основных типов мощных полевых транзисторов с управляющим р-п переходом и МДП-структурой, описываются их модели различной сложности и назначения, схемотехника многочисленных устройств, для которых наиболее перспективно использование мощных полевых транзисторов, при этом уделяется внимание режимам их работы и возможным причинам отказов.

   publ.lib.ru

2. Мощные полевые транзисторы и их применение. Окснер…

   Скачать файл: moshnie_polevie_tranzistori_i_ih_primenenie_1985.djv (2885.1 Kb). Описание файла. Мощные полевые транзисторы и их применение. Окснер Э.С. 1985г. Перевод с английского.

   www.radioscanner.ru

3. Купить эту книгу

4. Канцтовары

   Канцтовары: бумага, ручки, карандаши, тетради. Ранцы, рюкзаки, сумки. И многое другое.

   my-shop.ru

6. Окснер Э.С. Мощные полевые транзисторы и их применение.

   В книге американского специалиста рассматриваются принципы работы, конструктивно-технологические особенности и характеристики основных типов мощных полевых транзисторов с управляющим р-п переходом и МДП-структурой, описываются их модели различной сложности и назначения, схемотехника многочисленных устройств, для которых наиболее перспективно использование мощных полевых транзисторов, при этом уделяется внимание режимам их работы и возможным причинам отказов.

   cqr3d.ru

7. Скачать Окснер Э.С. Мощные полевые транзисторы… — Eruditor

   Окснер Э.С. Мощные полевые транзисторы и их применение. Файл формата djvu.

   М.: Радио и связь, 1985. — 288 с., ил. В книге американского специалиста рассматриваются принципы работы, конструктивно-технологические особенности и характеристики основных типов мощных полевых транзисторов с управляющим p-n переходом и МДП-структурой, описываются их модели различной сложности и назначения, схемотехника многочисленных устройств, для которых наиболее перспективно использование мощных полевых транзисторов, при этом…

   eruditor.io

8. Мощные полевые транзисторы и их применение

   В книге американского специалиста рассматриваются принципы работы, конструктивно-технологические особенности и характеристики основных типов мощных полевых транзисторов с управляющим p-n переходом и МДП-структурой, описываются их модели различной сложности и назначения, схемотехника многочисленных устройств, для которых наиболее перспективно использование мощных полевых транзисторов, при этом уделяется внимание режимам их работы и возможным причинам отказов.

   litgu.ru

9. Мощные полевые транзисторы и их применение | Окснер…

   Окснер Э.С. Скачать книгу бесплатно (djvu, 2.85 Mb) | Читать «Мощные полевые транзисторы и их применение».

   bookscat.org

10. Э.С.Окснер. Мощные полевые транзисторы и их применение

    Скачать книгу бесплатно (djv, 2.82 Mb).

    Только что пользователи скачали эти книги: #1.

    bookscat.org

11. Мощные полевые транзисторы и их применение | Окснер…

    От издательства: В книге американского специалиста рассматриваются принципы работы, конструктивно-технологические особенности и характеристики основных типов мощных полевых транзисторов с управляющим p-n переходом и МДП-структурой, описываются их модели различной сложности и назначения, схемотехника многочисленных устройств, для которых наиболее перспективно использование мощных полевых транзисторов, при этом уделяется внимание режимам их работы и возможным причинам отказов.

    bookscat.org

12. Мощные полевые транзисторы и их
    применение | Окснер…

    Применение мощных МДП-транзисторов в схемах, работающих на линию связи 214 8.8. Совместная работа мощных МДП-транзисторов и микропроцессоров 217 8.9. Заключение 217 9. Использование мощных полевых транзисторов в качестве переключателей 218 9.1.

    ЗК 32.852.3 0-52 ОД 621.382.323 Перевод с английского И. Г. Ксендзацкого и Е. А. Коломбета Редакция переводной литературы Окснер Э. С. 0-52 Мощные полевые транзисторы и их применение: Пер. с аигл. — М.: Радио и >связь, 1985. — 288 с, ил.

    b-ok.cc

13. Окснер Э.С. Мощные полевые транзисторы и их применение

    — 288 с., ил. В книге американского специалиста рассматриваются принципы работы, конструктивно-технологические особенности и характеристики основных типов мощных полевых транзисторов с управляющим p-n переходом и МДП-структурой, описываются их модели различной сложности и назначения, схемотехника многочисленных устройств, для которых наиболее перспективно использование мощных полевых транзисторов, при этом уделяется внимание режимам их работы и возможным причинам отказов.

    www.studmed.ru

14. Мощные полевые транзисторы и их применение (Окснер…)

    В книге американского специалиста рассматриваются принципы работы, конструктивно-технологические особенности и характеристики основных типов мощных полевых транзисторов с управляющим р-п переходом и МДП-структурой, описываются их модели различной сложности и назначения, схемотехника многочисленных устройств, для которых наиболее перспективно использование мощных полевых транзисторов, при этом уделяется внимание режимам их работы и возможным причинам отказов.

    www.nehudlit.ru

15. Книга Мощные полевые транзисторы и их применение (Окснер…

    Читать онлайн книгу Мощные полевые транзисторы и их применение автора Окснер Э. С.

    bookree.org

16. Мощные полевые транзисторы и их применение. Окснер Э.С.

    Редакция переводной литературы. Окснер Э. С. Мощные полевые транзисторы и их применение: Пер. с аигл. — М.: Радио и связь, 1985. — 288 с. В книге американского специалиста рассматриваются принципы работы, конструктивно-технологические особенности и характеристики основных типов мощных полевых транзисторов с управляющим р-п переходом и МДП-структурой, описываются их модели различной сложности и назначения, схемотехника многочисленных устройств, для которых наиболее перспективно использование мощных…

    www.toroid.ru

17. Скачать Мощные полевые транзисторы и их применение…

    В книге американского специалиста рассматриваются принципы работы, конструктивно-технологические особенности и характеристики основных типов мощных полевых транзисторов с управляющим р-п переходом и МДП-структурой, описываются их модели различной сложности и назначения, схемотехника многочисленных устройств, для которых наиболее перспективно использование мощных полевых транзисторов, при этом уделяется внимание режимам их работы и возможным причинам отказов.

    padabum.com

18. Э.С.Окснер. Мощные полевые транзисторы и их применение

    От издательства: В книге американского специалиста рассматриваются принципы работы, конструктивно-технологические особенности и характеристики основных типов мощных полевых транзисторов с управляющим p-n переходом и МДП-структурой, описываются их модели различной сложности и назначения, схемотехника многочисленных устройств, для которых наиболее перспективно использование мощных полевых транзисторов, при этом уделяется внимание режимам их работы и возможным причинам отказов.

    ru.b-ok.asia

19. Мощные полевые транзисторы и их применение | Окснер…

    В книге американского специалиста рассматриваются принципы работы, конструктивно-технологические особенности и характеристики основных типов мощных полевых транзисторов с управляющим p-n переходом и МДП-структурой, описываются их модели различной сложности и назначения, схемотехника многочисленных устройств, для которых наиболее перспективно использование мощных полевых транзисторов, при этом уделяется внимание режимам их работы и возможным причинам отказов.

    b-ok.asia

20. Мощные полевые транзисторы и их применение

    В книге американского специалиста рассматриваются принципы работы, конструктивно-технологические особенности и характеристики основных типов мощных полевых транзисторов с управляющим р-п переходом и МДП-структурой, описываются их модели различной сложности и назначения, схемотехника многочисленных устройств, для которых наиболее перспективно использование мощных полевых транзисторов, при этом уделяется внимание режимам их работы и возможным причинам отказов.

    www.litagents.ru

21. Окснер Э.С.Мощные полевые транзисторы и их…

    FAQ Обратная связь Вопросы предложения ВузыПредметыПользователи Добавить файлы Заказать работу Добавил Andrey Опубликованный материал нарушает ваши авторские права Сообщите нам. Вуз Санкт Петербургский государственный электротехнический университет ЛЭТИ Предмет Проектирование электроприборов Файл Окснер Э.С.Мощные полевые транзисторы применение.1985.djvu…

    4kdesktopbackground.com

22. мир электроники — Мощные полевые транзисторы: история…

    Окснер в своей книге, в переводе выпущенной в 1985 г. [2], утверждал, что первые промышленные образцы мощных полевых транзисторов появились в 1976 г. Но он не учитывал пионерские работы в СССР, вы-полненные еще в начале 70-х и отраженные в крупных отраслевых обзорах [3–8], научных статьях [9–21 и др.] и книгах [22, 23]. Первые серийные мощные полевые транзисторы были созданы в НИИ «Пульсар» (лаборатория Бачурина В. В.) еще в самом начале 70-х годов прошлого века.

    radio-uchebnik.ru

23. PDF.qxd | МОЩНЫЕ ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ (Power MOSFET)

    INTERSIL является мировым лидером в производстве Power MOSFET. Выпускаются как n канальные, так и p канальные транзисторы, но первые используются чаще и имеют больший диапазон токов и напряжений. Кроме этого выпускаются полевые транзисторы с управлением сигналом логического уровня, с ограничением тока, с защелкой по напряжению. Области применения: регуляторы, конвертеры, драйверы двигателей, реле и мощных биполярных транзисторов.

    kazus.ru

24. Мощные импортные полевые транзисторы

    В таблице указаны только основные параметры – предельное напряжение стока, ток, рассеиваемая мощность и сопротивление открытого перехода сток-исток. Для более подробной информации, скопируйте название транзистора в поле ДАТАШИТ – справа сверху страницы и скачайте PDF файл с описанием. Полевые транзисторы мощные часто применяются в стабилизаторах напряжения и тока, выходных каскадах усилителей мощности, ключах зарядных устройств и преобразователей.

    elwo. ru

25. Полевые транзисторы: принцип действия, схемы, режимы…

    В среднем частотные характеристики полевых транзисторов лучше, чем у биполярных, это связано с тем, что нужно меньше времени на «рассасывание» носителей заряда в областях биполярного транзистора. Некоторые современные биполярные транзисторы могут и превосходить полевые, это связано с использованием более совершенных технологий, уменьшения ширины базы и прочего. Низкий уровень шумов у полевых транзисторов обусловлен отсутствием процесса инжекции зарядов, как у биполярных.

    electrik.info

26. Обсудим полевые транзисторы | Форум

    Здесь я не могу указать конкpетный тип тpанзистоpа (ну мноооого их!), а могу указать токмо общие пpинципы, как их выбиpать для звука ИМХО. Q: Как ориентироваться среди моря типов полевых транзисторов? A: Типов не так и много. Ознакомиться с основами можно, например, по книжке: Э.С.Окснер. Мощные полевые транзисторы и их приме- нение. М, 1985 г. (далее — Букварь). Английский оригинал вышел в 1982м.

    forum.vegalab.ru

27. Мощные полевые транзисторы (Power MOSFET) — РадиоСхема

    Транзисторы и их аналоги. Alex Янв 5, 2013 37. Микросхема TDA2030 и её аналоги.

    Стабилизатор L78M05CDT (D-pak). Апр 23, 2014. Скачать Cydia и установить Cydia. Июл 31, 2014. Электронный латр.

    radioschema.ru

28. SE#31.indd

    Окснер в своей книге, в перево-де выпущенной в 1985 г. [2], утверждал, что первые промышленные образцы мощных по-левых транзисторов появились в 1976 г. Но он не учитывал пионерские работы в СССР, вы-. полненные еще в начале 70-х и отраженные в крупных отраслевых обзорах [3–8], научных статьях [9–21 и др.] и книгах [22, 23]. Первые серийные мощные полевые транзи-сторы были созданы в НИИ «Пульсар» (лабо-ратория Бачурина В. В.) еще в самом начале 70-х годов прошлого века.

    power-e.ru

29. SE#31_WEB.indd

    Окснер в своей книге, в перево-де выпущенной в 1985 г. [2], утверждал, что первые промышленные образцы мощных по-левых транзисторов появились в 1976 г. Но он не учитывал пионерские работы в СССР, вы-. полненные еще в начале 70-х и отраженные в крупных отраслевых обзорах [3–8], научных статьях [9–21 и др.] и книгах [22, 23]. Первые серийные мощные полевые транзи-сторы были созданы в НИИ «Пульсар» (лабо-ратория Бачурина В. В.) еще в самом начале 70-х годов прошлого века.

    power-e.ru

30. Справочник по полевым транзисторам — сортировкой по…

    мощный полевой транзистор IRFP4004 до 195А. Полевые транзисторы на напряжение до 60-75В

    www.radioman-portal.ru

31. Неизвестные свойства мощных полевых транзисторов и как их. ..

    Ситуация была абсурдной, прототип нормально работал, а на более мощных транзисторах ничего не получалось. Пришлось включить один мощный транзистор в режиме тестирования. Для этого была собрана типовая схема с нагрузкой в виде мощного резистора около 2 кОм, установленном в стоке транзистора и напряжением 600 Вольт, между истоком и нагрузочным резистором. Используя дополнительный низковольтный регулируемый источник питания, подавалось напряжение на затвор транзистора, относительно его истока.

    forum.cxem.net

32. Мощные полевые транзисторы-принцип работы, применение

    Существует два главных основополагающих типа полевых (униполярных, управляемых напряжением) транзисторов, являющихся активными полупроводниковыми элементами, обладающими высокой мощностью – это n-канальные иp-канальные. Первые из них применяются более часто и отличаются наибольшим диапазоном токов и напряжений. Кроме этих моделей производятся полевые транзисторы, управляемые сигналом логического уровня, они обладают ограничением по току и защелкой по напряжению.

    elektronchic.ru

33. Мощные полевые транзисторы: история, развитие и перспективы

    Развитие мощных полевых транзисторов носит беспрецедентный характер. С 70-х годов, когда в СССР были созданы, детально изучены и запущены в серию первые в мире мощные полевые транзисторы, эти приборы превратились из маломощных «недоносков» с высоким входным сопротивлением, во всем остальном уступающих биполярным транзисторам, в мощные приборы с уникально малым (до 0,001 Ом) сопротивлением во включенном состоянии, рабочими токами до 400 А и выше и рабочими напряжениями от десятков.

    power-e.ru

34. Параметры MOSFET транзисторов.

    В семействе полевых транзисторов есть отдельная группа мощных полупроводниковых приборов называемых HEXFET. Их принцип работы основан на весьма оригинальном техническом решении. Их структура представляет собой несколько тысяч МОП ячеек включенных параллельно. Ячеистые структуры образуют шестиугольник. Из-за шестиугольной или по-другому гексагональной структуры данный тип мощных МОП-транзисторов и называют HEXFET. Первые три буквы этой аббревиатуры взяты от английского слова hex agonal – «гексагональный».

    go-radio.ru

35. Справочник мощных импортных полевых транзисторов.

    Этот параметр хоть и растет с увеличением частоты, но все равно остается гораздо меньшей, чем у биполярных транзисторов. У MOSFET транзисторов не времени обратного восстановления , как у биполярных и «хвоста», как у IGBT транзисторов, в связи с чем могут работать в силовых схемах на более высоких частотах.

    мощный полевой транзистор КП921 на 40В 10А для применения в быстродействующих переключающих устройствах.

    trzrus. ru

На данной странице Вы можете найти лучшие результаты поиска для чтения, скачивания и покупки на интернет сайтах материалов, документов, бумажных и электронных книг и файлов похожих на материал «Мощные полевые транзисторы и их применение — Окснер Э.С.»

Для формирования результатов поиска документов использован сервис Яндекс.XML.

Нашлось 9 млн ответов. Показаны первые 32 результата(ов).

Дата генерации страницы: вторник, 1 ноября 2022 г., 7:25:26 GMT

Транзисторы Linear Power MOSFET от Littelfuse – безопасная работа в активном режиме

22 марта

управление питаниемLittelfuseстатьядискретные полупроводникиMOSFET

Транзисторы Linear Power MOSFET производства компании Littelfuse обеспечивают безопасную работу в схемах, где требуется длительная работа в активном режиме. Благодаря использованию механизмов подавления положительной обратной связи они не склонны к саморазогреву, имеют расширенную область безопасной работы и способны рассеять больше тепла на кристалле, чем аналоги других производителей.

Мощные полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET) чаще всего используются в качестве коммутаторов, поэтому они работают либо в режиме насыщения, либо в режиме отсечки. Однако в ряде узлов, например, в компенсационных стабилизаторах, усилителях класса А или электронных нагрузках их рабочая точка должна находиться на линейном участке вольт-амперной характеристики. Этот режим характеризуется одновременным наличием ненулевого тока стока и достаточно высокого напряжения между стоком и истоком, что приводит к выделению на кристалле довольно большого количества тепла.

Если кристалл транзистора разогреется до критической температуры, то в нем произойдут необратимые изменения и полупроводниковый прибор выйдет из строя. Для предотвращения этого необходимо следить за электрическими режимами работы транзистора и не допускать появления опасных термических перенапряжений. Это значит, что полупроводниковые приборы, предназначенные для работы в активном режиме, подразумевающем рассеяние на кристалле большого количества тепла, должны как минимум иметь расширенную область безопасной работы в режимах с прямым смещением (Forward-bias Safe Operating Area, FBSOA).

Давайте рассмотрим особенности нового семейства полевых транзисторов с изолированным затвором Linear Power MOSFET, специально разработанных компанией Littelfuse для узлов, требующих работы транзисторов в активных режимах. Особенностью этих приборов является расширенная область безопасной работы, достигаемая за счет подавления внутренних положительных обратных связей и уменьшения электротермической нестабильности.

Упрощенная конструкция транзистора Linear Power MOSFET показана на рисунке 1. В этих приборах, как и в других MOSFET, существует паразитный биполярный n-p-n-транзистор, образованный областями с разными типами проводимости. Эмиттерный переход биполярного транзистора надежно шунтируется путем соединения подложки MOSFET с его истоком, поэтому он остается в закрытом состоянии даже в экстремальных электрических режимах.

Рис. 1. Структура Linear Power MOSFET

Еще одной особенностью транзисторов Linear Power MOSFET является контроль величины теплового сопротивления каждого транзистора, выполняемый в процессе производства. Такая проверка проводится для выявления возможных дефектов сборки, в частности наличия пустот припоя, увеличивающих риск возникновения точек локального нагрева.

Основными приложениями для транзисторов Linear Power MOSFET являются схемы, в которых транзистор должен длительное время находиться в активном режиме, например, электронные нагрузки, использующиеся для тестирования источников питания.

Вторичный пробой

В мощных силовых MOSFET под термином «вторичный пробой» (Second Breakdown) подразумевается внезапная потеря управляемости транзистора с последующим самопроизвольным переходом в состояние с малым сопротивлением канала. Происходит это из-за открытия паразитного биполярного транзистора, которое может произойти, например, из-за слишком резких изменений напряжения между истоком и стоком. Вторичный пробой силовых MOSFET, работающих в ключевых режимах, обычно не возникает. Однако в схемах, где рабочая точка MOSFET большую часть времени находится на линейном участке вольт-амперной характеристики, вероятность возникновения вторичного пробоя значительно возрастает из-за возможности фокусировки тока в определенных участках кристалла, приводящих к появлению локальных термических перенапряжений.

При работе в режиме насыщения увеличение плотности тока в некоторой области кристалла приводит к локальному увеличению температуры. Полупроводниковый материал канала MOSFET обладает положительным температурным коэффициентом сопротивления, поэтому при разогреве сопротивление перегруженной части канала увеличивается, что приводит к уменьшению тока и, как следствие, к ее охлаждению [1]. Таким образом, в режиме насыщения происходит автоматическое перераспределение тока внутри кристалла, что позволяет соединять параллельно несколько MOSFET без необходимости применения дополнительных балансирующих элементов.

Однако увеличение температуры кристалла приводит не только к росту сопротивления канала, но и к уменьшению порогового напряжения – напряжения между затвором и истоком, при котором между стоком и истоком образуется проводящий канал и начинает протекать ток. При работе в режиме насыщения сигнал управления значительно больше порогового напряжения, поэтому этот эффект не оказывает какого-либо заметного влияния на тепловой режим транзистора. Однако при работе в активном режиме, когда напряжение между затвором и истоком находится близко к пороговому значению, локальный нагрев кристалла может привести к еще большему увеличению температуры перегретого участка. Таким образом, при работе в активном режиме, даже если рассеиваемая мощность находится в пределах допустимых значений, возможен неконтролируемый саморазогрев кристалла, в результате которого может произойти вторичный пробой с последующим разрушением полупроводниковой структуры [2].

Типовая вольт-амперная характеристика мощного N-канального MOSFET показана на рисунке 2. В области отсечки напряжение между затвором и истоком V_GS меньше порогового значения V_GS(TH), поэтому транзистор находится в выключенном состоянии и ток между его истоком и стоком отсутствует. В режиме насыщения поведение MOSFET аналогично поведению резистора с сопротивлением R_DS(ON), величина которого равна отношению напряжения между стоком и истоком V_DS к току I_D, протекающему в цепи стока. 2=g_{FS}\left( V_{GS}-V_{GS(TH)} \right),\qquad{\mathrm{(}}{1}{\mathrm{)}}$$

где:

• K – параметр, зависящий от температуры и геометрических размеров транзистора;
• g_FS – крутизна его характеристики.

Рис. 2. Типовая вольт-амперная характеристика мощного MOSFET

Положительное напряжение V_GS нейтрализует запирающий потенциал стока, увеличивая количество электронов в областях с дырочной проводимостью (p-областях). По мере роста напряжения V_GS количество неосновных носителей заряда в p-областях увеличивается до тех пор, пока при напряжении V_GS(TH) потенциал p-областей не станет равным нулю. С этого момента между стоком и истоком образуется проводящий канал, ток которого определяется разницей напряжений V_GS – V_GS(TH) [3].

Область безопасной работы является совокупностью графиков, определяющих режимы работы транзистора, в которых он может находиться без риска разрушения кристалла. Типовая область безопасной работы мощных MOSFET в режиме прямых смещений показана на рисунке 3. Она ограничена максимально допустимым напряжением между стоком и истоком V_DSS, максимально допустимым током стока I_DM, а также линиями, определяющими возможные комбинации напряжения и тока для максимально допустимой мощности рассеяния P_D.

Рис. 3. Типовая область безопасной работы мощных MOSFET

В данном случае на рисунке 3 присутствуют линия для продолжительно протекающего тока стока (DC) и четыре линии для одиночных импульсов длительностью 10, 1, 100 и 25 мкс. Левая верхняя часть области безопасной работы сформирована линией, являющейся функцией максимально возможного значения тока стока при данном напряжении и сопротивлении канала R_DS(ON).

В общем случае, максимальное значение мощности P_D, которая может быть рассеяна на кристалле, определяется формулой 2:

$$P_{D}=\frac{T_{Jmax}-T_{C}}{Z_{thJC}}=V_{DS}I_{D},\qquad{\mathrm{(}}{2}{\mathrm{)}}$$

где:

• Z_thJC – тепловое сопротивление «кристалл-корпус»;
• T_Jmax – максимально допустимая температура кристалла MOSFET;
• T_C – температура корпуса транзистора.

Однако формула 2 получена, исходя из предположения, что кристалл MOSFET имеет одинаковую температуру во всех точках, а это не соответствует действительности. Начнем с того, что сторона транзистора, припаянная к охлаждающей пластине его корпуса, имеет меньшую температуру, чем внутренние области кристалла, что является естественным физическим процессом передачи тепла. Во-вторых, кристалл транзистора может иметь внутренние дефекты, например, пустоты или полости, приводящие к локальным увеличениям теплового сопротивления и, как следствие, к локальному перегреву внутренних областей кристалла. В-третьих, концентрация легирующих добавок и толщина изолятора затвора могут привести к флуктуациям порогового напряжения и крутизны g_FS ячеек MOSFET, что также негативно сказывается на равномерности прогрева полупроводниковой структуры.

При работе в ключевом режиме эти нарушения и отклонения в большинстве случаев безопасны и не влияют на поведение схемы. Однако если транзистор работает в активном режиме, то последствия, вызванные подобными неоднородностями, могут быть самыми катастрофическими, особенно в случае, когда продолжительность нахождения транзистора в режиме повышенного тепловыделения превышает время, необходимое для переноса тепла от кристалла к радиатору. Результаты исследований показали, что современные мощные MOSFET, оптимизированные для работы в ключевых режимах, при перемещении рабочей точки в правый нижний угол области безопасной работы обладают электротермической нестабильностью (Electro-Thermal Instability, ETI), приводящей к выходу их из строя.

Электротермическую нестабильность можно объяснить наличием положительной обратной связи, возникающей внутри MOSFET, работающего в активном режиме. Упрощенный механизм саморазогрева отдельных областей кристалла можно описать четырьмя этапами:

• вначале увеличивается температура в месте существования неоднородности;
• увеличение температуры приводит к уменьшению величины порогового напряжения V_GS(TH) на этом участке кристалла, поскольку пороговое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент;
• уменьшение порогового напряжения приводит к увеличению локальной плотности тока J_DS, поскольку она является функцией от квадрата разности напряжений (V_GS – V_GS(TH))²;
• увеличение локальной плотности тока приводит к еще большему увеличению температуры в месте появления неоднородности.

При неблагоприятных условиях, на возникновение которых влияет множество факторов, в том числе длительность импульса повышенной мощности, особенности конструкции транзистора и условий его охлаждения, электротермическая нестабильность может привести к тому, что весь ток стока сосредоточится в одной узкой области канала. Подобное перераспределение приведет к тому, что паразитный биполярный транзистор из-за высокой температуры уже не сможет находиться в закрытом состоянии и начнет пропускать электрический ток. Открытие паразитного биполярного транзистора означает потерю управляемости MOSFET (защелкивание), в результате чего ток стока перестанет зависеть от напряжения между затвором и истоком, и для перевода MOSFET в первоначальное состояние будет необходимо отключить цепь стока от источника питания и дать кристаллу остыть. Но поскольку в реальной схеме это чаще всего невозможно, то защелкивание транзистора в результате электротермической нестабильности приведет к еще большему увеличению тока стока из-за возникшего короткого замыкания и, как следствие, к разрушению кристалла.

Принимая это во внимание, компания Littelfuse разработала специализированную линейку транзисторов Linear Power MOSFET, оптимизированную для использования в приложениях, требующих функционирования полевых транзисторов в активном режиме. Особенностью этих полупроводниковых приборов является расширенная область безопасной работы, достигнутая за счет внедрения специализированных механизмов подавления положительных обратных связей, являющихся причиной электротермического разогрева [3].

В технической документации на транзисторы Linear Power MOSFET приводится гарантированная область безопасной работы, рассчитанная с учетом особенностей работы в активном режиме. Одним из таких MOSFET является транзистор IXTK22N100L, область безопасной работы которого показана на рисунке 4. Как видно из этого рисунка, на графиках присутствуют не только расчетные значения, но и точка, в которой проводятся испытания каждого прибора из этой линейки.

Рис. 4. Область безопасной работы MOSFET IXTK22N100L

Основные технические характеристики транзисторов Linear Power MOSFET, позволяющих получить представление о возможностях этой линейки, приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные характеристики транзисторов Linear Power MOSFET

Согласно формуле 2, на кристалле MOSFET IXTK22N100L, у которого максимально допустимое напряжение «сток-исток» равно 1000 В, может рассеиваться мощность 700 Вт. Столь высокое значение рассеиваемой мощности может быть достигнуто в импульсных режимах, но не в схемах, где транзистор длительное время работает в активном режиме. Поэтому компания Littelfuse в технической документации на этот прибор приводит реальные области безопасной работы при разных температурах, полученные при условиях длительного нахождения прибора в активном режиме. Например, для транзистора IXTK22N100L максимально допустимая мощность при температуре корпуса транзистора T_C = 90°C не должна превышать 240 Вт (V_DS = 800 В, I_D = 0,3 А).

Примеры применения транзисторов Linear Power MOSFET

Одним из примеров практического применения транзисторов Linear Power MOSFET являются электронные нагрузки, используемые для тестирования источников питания. Электронная нагрузка фактически является программируемым резистором, образованным несколькими параллельно включенными высоковольтными MOSFET, работающими в активном режиме. В такой схеме вероятность равномерного распределения тока между транзисторами крайне мала, поскольку даже небольшой технологический разброс параметров MOSFET, в частности, порогового напряжения и крутизны, при работе в активном режиме приводит к значительной разбалансировке схемы.

Для равномерного распределения тока между разными транзисторами используются схемы местной отрицательной обратной связи на основании напряжений, формируемых резистивными датчиками тока, включенными в цепи истока каждого транзистора. Напряжение на токоизмерительном резисторе зависит от параметров конкретной схемы и обычно находится в диапазоне 1…2 B. Тепловая стабильность схемы определяется температурным коэффициентом резисторов [2].

Рассмотрим электронную нагрузку, рассчитанную на тестирование источников питания с выходным напряжением до 600 В и максимальным током до 2 А. При таких значения напряжения и тока в этой схеме должны использоваться транзисторы с максимально допустимым напряжением между стоком и истоком не менее 600 В.

Максимальную мощность, развиваемую блоком питания, можно определить по формуле 3:

$$P_{0}=I_{0}V_{0},\qquad{\mathrm{(}}{3}{\mathrm{)}}$$

где:

I₀ = 2 А – максимальный ток;

V₀ = 600 В – максимальное напряжение источника питания.

Таким образом, максимальная мощность блока питания равна P₀ = 2 × 600 = 1200 Вт.

В подобной электронной нагрузке можно использовать мощные полевые транзисторы IXTK22N100L, имеющие максимально допустимое напряжение 1000 В и максимально допустимый ток 22 А. Согласно технической документации, их максимальная рассеиваемая мощность в импульсном режиме равна 700 Вт, однако в активном режиме ее величина не должна превышать 240 Вт. Но поскольку полупроводниковые приборы должны иметь некоторый запас по всем ключевым параметрам, таким как напряжение, ток, мощность, то приняв, что величина рассеиваемой мощности не должна превышать 80% от максимально допустимого значения, получим, что на одном транзисторе IXTK22N100L должно рассеиваться не более 192 Вт тепла.

Максимально допустимая мощность электронной нагрузки также должна быть как минимум на 20% больше мощности тестируемого устройства. Это значит, что при мощности блока питания 1200 Вт максимально допустимая мощность, рассеиваемая на транзисторах, должна быть не менее 1440 Вт. Поскольку это число значительно превышает мощность, которую можно рассеять на одном транзисторе (192 Вт), то для реализации эталонной нагрузки необходимо использовать несколько параллельно соединенных транзисторов. В данном случае необходимо применить не менее восьми транзисторов IXTK22N100L (1400/192 ≈ 8).

Упрощенная принципиальная схема электронной нагрузки показана на рисунке 5 [2]. Резисторы R_S1…R_S8 используются в качестве датчиков тока транзисторов Q1…Q8. От их точности зависит равномерность распределения тока между каналами. Напряжение с этих резисторов поступает на инвертирующие входы операционных усилителей U1…U8, управляющих соответствующими транзисторами. Неинвертирующие входы всех усилителей соединены вместе и используются для установки тока, потребляемого схемой от тестируемого источника питания. Выходы операционных усилителей подключаются к затворам транзисторов через резисторы R_G1…R_G8 сопротивлением 5…50 Ом, предназначенных для ограничения тока затвора. Наличие этих резисторов является необязательным, однако они повышают устойчивость схемы.

Рис. 5. Упрощенная принципиальная схема электронной нагрузки мощностью 1440 Вт

Благодаря использованию механизмов подавления положительной обратной связи транзисторы Linear Power MOSFET производства компании Littelfuse не склонны к саморазогреву и имеют расширенную область безопасной работы. Это позволяет преодолеть ряд ограничений и безопасно использовать их в схемах, где требуется длительная работа в активном режиме. Транзисторы Linear Power MOSFET могут рассеивать на кристалле больше тепла, чем их аналоги, предназначенные для использования в ключевых режимах, однако не следует забывать, что величина мощности, рассеиваемой на кристалле в активном режиме, в любом случае будет меньше, чем при работе в импульсных схемах. 

Литература

1. Consoli, Alfio et al, “Thermal Instability of Low-Voltage Power MOSFETs,” IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 15, No. 3, May 2000.
2. Frey, Richard, Grafham, Denis, Mackewich, Tom, “New 500V Linear MOSFETs for a 120 kW Active Load,” Application Note, Advanced Power Technology (APT), 2000.
3. Baliga, B. Jayant, “Power Semiconductor Devices,» PWS Publishing Co., 1996.
4. Zommer, Nathan, “Monolithic Semiconductor Device and Method of Manufacturing Same,” U.S. Patent No. US4860072, August 1989.

Оригинал статьи

Перевел Александр Русу по заказу АО КОМПЭЛ

•••

Улучшенные характеристики переключения полевых транзисторов на основе монооксида олова р-типа за счет разработки энергетического барьера Шоттки

Улучшенные характеристики переключения полевых транзисторов на основе монооксида олова p-типа за счет разработки энергетического барьера Шоттки †

Тайкью Ким, ‡ ^и Чон-Кью Ким, ‡ 9 лет0005 б Бэкын Ю, ^и Хунвэй Сюй, ^и Сунён Йим, ^и Сын Хван Ким, ^б Хён-Ён Ю ^б а также Джэ Кён Чон * ^и

Принадлежности автора

* Соответствующие авторы

^и Факультет электронной инженерии, Университет Ханьян, Сеул 04763, Корея
Электронная почта: jkjeong1@hanyang. ac.kr

^б Школа электротехники Корейского университета, Сеул 02841, Корея

Аннотация

Низкий коэффициент модуляции тока включения-выключения ( I _ON/OFF ) в полевых транзисторах на основе монооксида олова (SnO) р-типа (SnO) является критическим узким местом, препятствующим их широкому применению в прозрачных комплементарных полупроводниках на основе оксидов металлов (CMOS) или монолитных интегральных устройствах. Чтобы решить эту проблему, это исследование фокусируется на области контакта исток/сток (S/D). Кроме того, предлагается новая точка зрения на происхождение высокого тока покоя в полевых транзисторах SnO, инжекцию электронов из электрода стока в канал за счет закрепления уровня Ферми (FLP) в закрытом состоянии. В этой работе для подавления этой нежелательной инжекции электронов используется контактная структура S / D металл-промежуточный слой-полупроводник (MIS). Ультратонкий промежуточный слой (IL) контакта MIS облегчает проникновение в состояние индуцированного металлом зазора (MIGS), которое является основной причиной тяжелого FLP. Значительное улучшение достигается за счет использования контактной структуры МДП: значение тока покоя уменьшилось примерно в 20 раз с 5,1 × 10 ⁻⁸ А до 2,4 × 10 ⁻⁹ А; значение I _ON/OFF увеличилось в 10 раз с 2,7 × 10 ² до 2,8 × 10 ³ , что интерпретируется увеличением M IS контактно-опосредованным. В этой работе представлен новый подход, который можно легко использовать вместе с ранее описанными методами для подавления тока покоя, обеспечивая улучшенную коммутационную способность полевых транзисторов p-типа SnO с использованием простого метода.

Высокопроизводительные туннельные полевые транзисторы (TFET) для будущего Lo

Перейти к основному содержанию

Раздел «Хлебные крошки». Нажмите здесь, чтобы перейти на соответствующие страницы.

Глава

Глава

С самого начала развитие электронной промышленности было обусловлено достижениями в области технологии интегральных схем (ИС). В последние годы непрерывная миниатюризация наряду с серийным производством ИС привела к высокому соотношению производительности и стоимости современной электронной системы. Этот огромный рост в отрасли полупроводниковых интегральных схем был обусловлен расширением набора материалов, новым дизайном устройств и инновациями на уровне схем и архитектуры. Полевой транзистор на основе оксида металла и полупроводника (MOSFET) на основе кремния (Si) стал краеугольным камнем для роста промышленности интегральных схем, особенно для применения в коммерческой электронике. На протяжении многих лет непрерывное масштабирование Si MOSFET привело к улучшению соотношения производительности и стоимости. Однако в режиме субнанометровой технологии производительность MOSFET-устройств была ограничена из-за эффектов короткого канала (SCE), таких как подпороговая проводимость, снижение барьера, вызванного стоком (DIBL), высокий ток утечки и многие другие. Несмотря на то, что сообщалось об инновационных конструкциях полевых МОП-транзисторов, основанных на конструкции затвора и канала, таких как полевой МОП-транзистор с двойным затвором (DG), полевой МОП-транзистор с двойным затвором (DMG), полевой затвор с двойным материалом (DMSG) и т. д., серьезные ограничения производительности таких устройств являлся пределом напряжения питания шкалы из-за подпорогового колебания величиной 60 мВ/декаду при комнатной температуре. Решением для дальнейшего масштабирования и повышения производительности ИС является альтернативное устройство, то есть туннельный полевой транзистор (TFET). По сравнению с обычным полевым МОП-транзистором, полевой транзистор имеет преимущества с точки зрения высокого тока включения (I _ON ) к току OFF (I _OFF ), меньшее время переключения, улучшенный подпороговый размах (SS), благодаря чему низкий ток утечки и низкое энергопотребление. Вышеупомянутые характеристики устройств TFET обеспечивают им преимущество перед обычными MOSFET для высокоскоростных приложений с низким энергопотреблением. Кроме того, в последние годы в области здравоохранения широко исследуются биосенсоры на основе TFET в качестве альтернативы химическим/биологическим сенсорам на основе микро/наноэлектромеханических систем (MEMS/NEMS). По сравнению с датчиками MEMS/NEMS датчики на основе TFET обладают такими преимуществами, как лучшая интеграция с технологическим процессом CMOS, простота изготовления, относительная механическая стабильность и многие другие. Этот трактат включает в себя примеры устройств TFET с различными конфигурациями устройств TFET для многочисленных приложений.