Site Loader

Содержание

Высоковольтные MOSFET в SMD-корпусе – реальность!

19 июля 2017

Упаковав в новой линейке C7 Gold передовую технологию производства MOSFET-транзисторов Superjunction в SMD-корпус нового поколения TOLL с выступающими по одной стороне выводами, компания Infineon задает новые стандарты производства высоковольтных MOSFET для современных силовых приложений, в которых необходимы ключи с жесткой коммутацией.

В области устройств силовой электроники начинает устойчиво прослеживаться тренд, который, по всей вероятности, подтолкнет отрасль к замене старых стандартов новыми. Технологическая база развивается ускоренными темпами, производители инвестируют колоссальные средства в новые разработки.

Рассмотрим, к примеру, транзисторы MOSFET. Температурные ограничения составляют значительное препятствие при переходе от стандартных выводных корпусов, таких, например, как TO-220, TO-247, к SMD-корпусам. Однако компания

Infineon представила рынку отличную комбинацию, сочетающую современную технологию производства полевых транзисторов Superjunction и SMD-корпус нового поколения. Эта комбинация позволяет не только достичь эффекта, подобного тому, который достигается при использовании GaN транзисторов, но и сочетать традиционные полевые транзисторы и крайне высокие требования к современным преобразовательным устройствам средней и высокой мощности.

Путь к разработке более эффективных устройств силовой электроники начинается, в первую очередь, с выбора топологии преобразователя, и в частности – с выбора основных силовых ключей. Именно поэтому производители силовых полупроводниковых приборов продолжают доводить до совершенства процессы производства и разрабатывать новые технологии, улучшающие показатели качества приборов FoM (Figure of Merit). Но это только половина истории. В то время как в последние десять лет мир уверенно движется к SMD-корпусам, преимущества современных полевых транзисторов нельзя было всецело ощутить из-за традиционных выводных корпусов, среди которых наиболее популярны ТО-220 и ТО-247.

Технологический процесс производства полевых транзисторов Superjunction (маркетинговое название транзисторов CoolMOS™) берет начало в 1999 году, когда технология была впервые представлена рынку компанией Infineon. На сегодняшний день это уже флагманская технология, которая отлично себя зарекомендовала, и Infineon продолжает развивать ее.

В технологии Superjunction заключены два основных принципа (рисунок 1). Во-первых, удалось значительно снизить сопротивление открытого канала (Rds(on)), так как основной путь протекания тока намного сильнее легирован, чем у обыкновенного высоковольтного MOSFET-транзистора. Во-вторых, выполненные с высокой точностью легированные колонки p-типа сочетают в себе так называемую «компенсирующую структуру», которая уравновешивает высоколегированный коридор протекания тока и поддерживает область пространственного заряда суммарным нулевым зарядом. Без колонок с проводимостью p-типа, формирующих структуру компенсации заряда под основной структурой, транзистор бы имел намного меньшее рабочее напряжение из-за высоколегированного основного n-слоя.

Рис. 1. Сравнение полупроводниковой структуры Planar и Superjunction MOSFET

Структура такого типа позволяет уменьшить поверхностное удельное сопротивление, что делает потери проводимости существенно меньше. А соответствующее уменьшение площади кристалла снижает паразитные емкости и динамические потери прибора.

Технология Superjunction продолжала свое дальнейшее развитие, что воплотилось в следующем поколении силовых высоковольтных полевых транзисторов CoolMOS™C7. Новое поколение позволило достичь уровня удельного сопротивления порядка 1 Ом•мм2. А потери выключения приборов

С7 снизились более чем на 50% по сравнению с предыдущим поколением CP. Но компания Infineon не стала останавливаться на достигнутом: в конце 2016 года в массовое производство вышло новое поколение C7 Gold (G7). Потери выключения транзисторов поколения G7 снижены на 25% по сравнению с поколением C7. При этом по технологическим показателям FoM, определяемым соответствующими соотношениями Rds(on) Eoss и Rds(on) Qgate, поколение G7 становится лучшим в своем классе.

Транзисторы семейств C7 и G7 позволяют комплексно увеличить удельные характеристики преобразователя за счет снижения потерь на силовых ключах и уменьшения требований к системе охлаждения. Таким образом достигается эффект, сходный с получаемым при использовании GaN-транзисторов. Новые семейства предназначены, в первую очередь, для преобразователей, работающих в режиме жесткого переключения, например, корректоров коэффициента мощности.

В области источников вторичного электропитания (ИВЭП) в последнее десятилетие прослеживались устойчивые тенденции к увеличению удельных показателей преобразователей, таких, например, как плотность мощности (кВт/м3) и уменьшение стоимости за 1 кВт выходной мощности (USD/кВт). В конкурентных условиях современного рынка перед разработчиками встает непростая задача по уменьшению совокупной стоимости владения (Total Cost of Ownership, TCO) устройствами силовой электроники за счет уменьшения габаритных размеров при уменьшении потерь и росте частоты коммутации силовых ключей преобразователей. Последние новинки компании Infineon в линейке Superjunction MOSFET как раз отвечают перечисленным требованиям.

В то время как технологии изготовления кристаллов полевых транзисторов достигли существенного прогресса, корпуса же этих приборов, по большей части, остались без изменений. До сих пор выводные корпуса, такие как TO-220, TO-247 и их вариации, наиболее массово применяются в индустрии. Но с недавних пор транзисторы в SMD-корпусах становятся более популярными среди разработчиков благодаря существенному снижению паразитной индуктивности выводов и, следовательно, появившейся возможности проектировать изделия с более высокой частотой коммутации. Однако применение SMD-корпусов до настоящего времени имело определенные ограничения за счет трудностей с отводом тепловых потерь.

Рис. 2. Внешний вид корпуса TOLL

Новая серия полевых транзисторов CoolMOS™ C7 Gold производства компании Infineon в SMD-корпусе TO-LeadLess (TOLL) позволяет снять эти ограничения и приблизиться по удельным параметрам к ИВЭП с применением выводных силовых ключей. Внешний вид корпуса TOLL представлен на рисунке 2.

Основные топологии преобразователей, которые можно спроектировать на базе транзисторов CoolMOS™ G7, представлены в таблице 1. Транзисторы оптимизированы для применения в топологиях с жесткой коммутацией ключей.

Таблица 1. Целевые топологии преобразователей для линейки G7

Характер
коммутации
Топология G7 650 В G7 600 В
Жесткая
коммутация
ККМ на базе повышающего преобразователя напряжения (Boost PFC, режимы DCM/CCM) Подходит Подходит
Прямоходовой преобразователь напряжения с двумя ключами (TTF)
Мягкая
коммутация
Преобразователь напряжения с последовательной резонансной цепью (LLC) Не подходит из-за характеристик обратного диода

Технология C7 Gold (G7) разработана на базе хорошо зарекомендовавшей себя технологии С7, анонс которой состоялся в 2015 году. Номенклатура транзисторов G7 представлена в таблице 2. Одно из революционных достижений технологии C7 заключается в практически трехкратном снижении энергии паразитного выходного конденсатора транзистора Eoss (рисунок 3) в сравнении с предыдущим поколением CP. Вместе с этим, у транзисторов C7 Gold (G7) запасаемая энергия снижена более чем на 15% по сравнению с поколением C7. Этот параметр играет весьма критичную роль для топологий с жесткой коммутацией, так как запасенная в выходной паразитной емкости энергия при включении ключа рассеивается в тепло.

Рис. 3. Сравнение выходной емкости различных поколений MOSFET-транзисторов Infineon

Таблица 2. Номенклатура транзисторов C7 Gold (G7)

Рис. 4. Сравнение транзисторов поколений C7 и G7 по заряду затвора

Также в новой серии транзисторов значительно уменьшена емкость затвора Qgate (рисунок 4). Из графика видно, что заряд затвора у поколения G7 снижен более чем на 20% по сравнению с поколением C7. Общеизвестно, что от заряда затвора напрямую зависят времена открытия и закрытия прибора и, следственно, потери переключения транзисторов.

Таким образом, благодаря всем преимуществам поколения G7, для разработчиков открываются новые возможности проектирования электронных устройств в диапазоне мощностей, которые совсем не типичны для SMD-корпусов.

Корпус TOLL (P/PG-HSOF-8-2) – это разработанный компанией Infineon первый в мире SMD-корпус для транзисторов MOSFET на 600/650 В, оптимизированный для ИВЭП высокой мощности (до 3 кВт выходной мощности при использовании всего одного транзистора). Прародителем этого корпуса был P/PG-HSOF-8-1, который успешно применялся в диапазоне низких напряжений до 300 В. Геометрические размеры корпуса TOLL представлены на рисунке 5. Далее будут раскрыты основные преимущества и особенности нового корпуса.

Рис. 5. Геометрические размеры корпуса TOLL

Корпус TOLL является более продвинутой заменой стандартного и хорошо зарекомендовавшего себя в прошлом корпуса D2PAK. Обладая меньшими размерами (рисунок 6), чем D2PAK, корпус TOLL имеет на 20% меньшее тепловое сопротивление «кристалл-корпус» Rth(JC) при сравнении во всем диапазоне сопротивлений открытого канала Rds(on) (рисунок 7).

Рис. 6. Сравнение размеров корпусов D2PAKи TOLL

Рис. 7. Сравнение транзисторов поколений C7 и G7 по тепловому сопротивлению «кристалл-корпус» в зависимости от сопротивления открытого канала

Уменьшение Rth(JC) означает, что при одинаковой рассеиваемой мощности потерь на приборе температура кристалла внутри корпуса TOLL будет ниже. Вместе с тем, потери проводимости также станут меньше, так как с ростом температуры сопротивление открытого канала Rds(on) также растет. Это преимущество в конечном изделии можно использовать двояко. С одной стороны, благодаря более низкой температуре корпуса можно снизить требования к системе охлаждения либо увеличить выходную мощность устройства. А с другой – если оставить номинальную выходную мощность преобразователя на том же уровне, то надежность и средняя наработка на отказ станут выше.

Конфигурация выводов корпуса TOLL представлена на рисунке 8. В корпусе конструктивно заложено управление затвором транзистора через соединение Кельвина. То есть, корпус имеет два силовых вывода и два вывода управления. Цоколевка TOLL предусматривает шесть выводов истока (выводы 3…8) и вывод стока (вывод Tab), которые предназначены для протекания большого тока нагрузки. Выводы 1 и 2 предназначены для подключения выхода драйвера системы управления. Также есть возможность, при необходимости, соединить силовой и управляющий вывод истока, не используя при этом соединение Кельвина.

Рис. 8. Конфигурация выводов корпуса TOLL

Основная причина, почему желательно использовать соединение Кельвина для управления транзистором – это устранение влияния паразитной индуктивности силового вывода истока на время переключения прибора. Данная паразитная индуктивность вызывает нежелательные осцилляции в цепи затвора, которые растягивают процесс переключения прибора и увеличивают потери на переключение транзистора. Сравнение процесса переключения ключа в корпусе TOLLс соединением Кельвина и ключа в корпусе TO-247 с тремя выводами изображены на рисунках 9 и 10 соответственно.

Рис. 9. Осциллограммы переключения транзистора в корпусе TO-247 с тремя выводами

На рисунке 9 можно видеть, что из-за паразитной индуктивности вывода истока корпуса TO-247, которая приблизительно равна 15 нГн, появляются значительные осцилляции в цепи затвора. Паразитная индуктивность управляющего вывода истока корпуса TOLL составляет примерно 1 нГн, что более чем на порядок ниже, чем у TO-247. За счет этого уровень осцилляций цепи затвора заметно снижен (рисунок 10). Следовательно, потери переключения на ключе снижаются и образуется отличный задел для увеличения частоты коммутации преобразователя.

Рис. 10. Осциллограммы переключения транзистора в корпусе TOLL с соединением Кельвина в цепи затвора

Рис. 11. Сравнение корпусов TOLL и TO-247
по параметру Creepage

Несмотря на то, что корпус TOLL на первый взгляд имеет относительно малые габаритные размеры (10х12 мм), он отлично адаптирован для работы с высокими напряжениями. Если сравнить такой параметр электробезопасности как минимальный путь утечки тока по поверхности диэлектрика (Creepage) для корпусов TO-247 и TOLL, то выходит, что для TOLL Creepage составляет 2,7 мм, а для TO-247 – 2,54 мм (рисунок 11). Отсюда можно сделать вывод, что TOLL отлично подходит для замены TO-247.

Традиционные безвыводные корпуса, такие как ThinPAK, DirectFET™ или SuperSO8, не поддерживают автоматизированную оптическую инспекцию, так как их контактные площадки спрятаны под корпусом. В отличие от традиционных корпусов, выводы корпуса TOLL «выглядывают» с торца. На выводах истока и затвора размещены специальные канавки трапециевидной формы (рисунок 12). При запаивании корпуса на канавках образуется слой припоя, который можно инспектировать с помощью оптических средств. Изображение припаянного вывода корпуса TOLL под микроскопом можно увидеть на рисунке 13. Такое решение позволяет обойтись без дорогостоящего рентгеновского контроля печатных плат.

Рис. 12. Трапециевидные канавки выводов
корпуса TOLL

Для многих электронных компонентов существуют определенные требования по допустимому сроку хранения после вскрытия заводской упаковки. Различают несколько уровней чувствительности компонентов к влаге (Moisture Sensitivity Level), которые отображены в таблице 3. Влага проникает внутрь заливочного компаунда микросхемы из окружающей среды. По истечении некоторого времени концентрация влаги внутри корпуса увеличивается настолько, что при запайке методом запекания может произойти повреждение компонента из-за внутреннего избыточного давления. Поэтому некоторые компоненты после контакта с окружающей средой необходимо просушивать перед запайкой на плату. Однако если просушивать корпус несколько раз, то это может отрицательно повлиять на его дальнейшую пригодность к пайке. Под действием высокой температуры контакты могут начать окисляться. Более того, упаковочные материалы (матричные поддоны, ленты, тубы, катушки) могут не выдерживать высокой температуры просушки. Поэтому следует обращать внимание на специальную маркировку, которая определяет максимальную допустимую температуру упаковки.

Рис. 13. Припаянный вывод корпуса TOLL под микроскопом

Таблица 3. Уровни чувствительности к влаге (MSL)

Уровень MSL Срок хранения после вскрытия упаковки
Время Условия, °С/% RH
1 Не ограничено ≤30/85
2 1 год ≤30/60
4 недели
3 168 часов
4 72 часа
5 48 часов
24 часа
6 Обязательно прогревать перед использованием. После прогревания необходимо запаять компонент в течение ограниченного времени

В связи с вышесказанным, международным комитетом стандартизации в области электроники был разработан стандарт IPC/JEDECJ-STD-033, в соответствии с которым определены несколько уровней чувствительности компонента к влаге (таблица 3). Корпус TOLL производства компании Infineon по степени чувствительности к влаге имеет первый уровень MSL1, то есть наименее критичен к условиям хранения.

Полевые транзисторы серии C7 Gold в корпусе TOLL вышли на рынок в конце 2016 – начале 2017 гг. Пока прошло совсем немного времени с момента выпуска серии, и очевидно, что разработчики ИВЭП не имеют достаточного опыта работы с новым SMD-корпусом. Следовательно, некоторые важные аспекты применения корпуса, такие как организация отвода тепла, пока остаются неясными и требуют разъяснений. Поэтому далее будут описаны некоторые соображения и практические рекомендации о правильном и грамотном отводе мощности потерь от корпуса TOLL. Рекомендованный вид посадочного места под корпус TOLL приведен на рисунке 14.

Рис. 14. Посадочное место корпуса TOLL

При разработке ИВЭП с большой выходной мощностью (1, 2, 3 кВт) при использовании силовых ключей в SMD-корпусах перед разработчиками встает непростая задача. Для устройств в таком диапазоне мощностей от каждого ключа необходимо отводить мощность потерь порядка 10…20 Вт. Так как заливочный компаунд корпуса является теплоизолирующим материалом и плохо проводит тепло, то для стандартных SМD-корпусов существует единственная возможность отводить мощность потерь через припаянные к печатной плате выводы.

Рис. 15. Схематичное изображение сборки корпуса TOLL на печатной плате с переходными отверстиями и радиатором

Одним из наиболее эффективных способов охлаждения SMD-корпусов является отвод тепла через переходные отверстия к радиатору, установленному на противоположной стороне печатной платы. Схематичное изображение этого метода охлаждения представлено на рисунке 15. Наиболее важный вопрос с конструктивной точки зрения – это размеры и количество переходных отверстий. С практической точки зрения оптимальный диаметр переходных отверстий находится в диапазоне 0,3…0,5 мм. Выбор отверстий меньшего диаметра добавит дополнительную стоимость за сложность производства печатной платы. Для того чтобы максимизировать количество переходных отверстий на единицу площади лучше всего располагать их в шахматном порядке. Наиболее оптимальное расстояние между переходными отверстиями составляет 0,5…1,0 мм. Также следует избегать попадания припоя на контактную площадку, к которой прижимается радиатор, так как эта поверхность должна оставаться идеально плоской для наилучшего теплового контакта. Термопроводящая изоляционная пленка между контактной площадкой и радиатором, хоть и может сгладить некоторую шероховатость, обладает довольно ограниченной способностью к выравниванию поверхностей.

Далее будет рассмотрен пример расчета суммарного теплового сопротивления системы охлаждения, изображенной на рисунке 16. В качестве силового ключа в корпусе TOLL выбран транзистор IPT60R028G7 c тепловым сопротивлением «кристалл-корпус» Rth(JC) = 0,32°С/Вт. Для контактной площадки 80 мм2 оптимальное количество переходных отверстий составляет 160 шт, расстояние между соседними отверстиями по вертикали – 1 мм, по диагонали – 0,7 мм. Посчитать суммарное тепловое сопротивление 160 соединенных параллельно переходных отверстий можно по формуле, приведенной ниже:

Рис. 16. Размеры переходного отверстия печатной платы

(1)

 

Где:

  • d –толщина печатной платы, мм;
  • λ – теплопроводность, Вт/мм * °С;
  • s – толщина металлизации отверстия, мм;
  • D – диаметр переходного отверстия, мм;
  • n – количество переходных отверстий, шт.

Расчет суммарного теплового сопротивления системы охлаждения представлен в таблице 4. При этом стоит отметить, что удельный вес теплового сопротивления радиатора составляет более 50% от общего. То есть выбор радиатора с лучшей теплоотдачей может позволить значительно увеличить рассеиваемую мощность потерь на ключе. Также, если вместо термопроводящей изоляционной пленки использовать теплопроводящую пасту, можно снизить тепловое сопротивление этого слоя с 2,38°C/Вт до 0,3…0,7°C/Вт. В случае, если паяльная маска нанесена на контактную площадку, она также начинает препятствовать распространению тепла. Тепловое сопротивление паяльной маски увеличивает суммарный показатель системы охлаждения на 25…30%. В то же время паяльная маска снижает механическое усилие надавливания на термопроводящую изоляционную пленку, тем самым ухудшая ее тепловые характеристики. Поэтому крайне желательно исключить паяльную маску из процесса теплообмена.

Таблица 4. Расчет суммарного теплового сопротивления системы охлаждения

Компонент системы Толщина, мм Тепловое сопротивление Rth, °С/Вт
IPT60R028G7 2,2 0,32
Припой (Sn/Ag) 0,05 0,038
Контактная площадка 80 мм2 0,07 0,0022
PCB (FR4 + 160 переходных отверстий
d = 0,3 мм)
1,6 0,68
Контактная площадка 80 мм2 0,07 0,0022
Паяльная маска -0,05 -2,5
Термопроводящая изоляционная пленка (TIM) K-10 0,15 2,38
Радиатор (SK 566 FE) 5
Суммарное значение 8,64 (10,96)

При проектировании ИВЭП с использованием ключей в SMD-корпусах существует несколько способов организации системы охлаждения. В тех случаях, когда мощность тепловых потерь на ключах не столь велика или когда устройство необходимо спроектировать без радиатора из-за ограниченного свободного пространства, существует возможность организовать теплоотвод с использованием специализированной теплоотводящей пасты, например, GapPad 1500. Такая паста обладает хорошей теплопроводностью (1,5 Вт/м•°С) и диэлектрической прочностью (> 500 В/мм). Для более интенсивного излучения тепла в окружающую среду необходимо применять теплоотводящую пасту черного либо серого цвета. Пример использования теплоотводящей пасты в качестве радиатора представлен на рисунке 17.

Рис. 17. Пример охлаждения с помощью теплоотводящей пасты: а) вид сверху; б) вид снизу

Рис. 18. Плата адаптации корпуса TOLL

Читатель может прийти к выводу, что применение корпуса TOLL обязательно должно сопровождаться существенной переработкой конструкции ИВЭП. На самом деле, это не вполне так. В случае если исторически в качестве ключей применялись полевые транзисторы в выводных корпусах, например, TO-247, есть возможность адаптировать новый SMD-корпус в изделие с минимальными доработками. Требуется спроектировать плату адаптации с ключом в корпусе TOLL. Все корпуса TOLL изготавливаются в 4-выводном исполнении. Следовательно, если заменяемый корпус имеет 3 вывода, например, TO-247-3, то основную печатную плату необходимо переработать на предмет дополнительного отверстия для соединения Кельвина в цепи затвора транзистора. На плате адаптации корпуса TOLL должны быть предусмотрены ножки, которые функционально и конструктивно повторяют ножки ключа в выводном корпусе. На задней стороне платы должна быть предусмотрена контактная площадка для отвода тепла. В плате необходимо просверлить отверстие для крепления к радиатору. Пример платы адаптации представлен на рисунке 18.

Вариант с платой адаптации может послужить промежуточным шагом в сторону более эффективного и современного корпуса TOLL. Основной мотивацией к конструктивным доработкам подобного рода в серийном изделии может служить реальная возможность повысить КПД преобразователя на величину 1,5…2,0% (в зависимости от поколения применяемого ранее транзистора), а также снизить уровень шумов в цепи затвора за счет применения соединения Кельвина. При этом температура ключа будет заметно снижена.

Заключение

Новый корпус TOLL производства компании Infineon в исполнении для высоковольтных транзисторов может в большинстве применений заменить традиционные выводные корпуса. В последующие 5 лет произойдут качественные изменения, которые подтолкнут индустрию силовой электроники к новому витку развития. Произойдет смена технологических акцентов. Технологии уже практически освоены, сейчас происходит этап апробации и адаптации, не за горами и этап массового внедрения. Те подходы и принципы, которые еще вчера были признаны эталонами, сегодня подлежат коренному пересмотру, а завтра уже обретут новые формы.

•••

Наши информационные каналы

SMD транзисторы, маркировка, расшифровка. Коды: 2 … BER

Большая база на биполярные транзисторы в SMD исполнении

Для поиска используйте комбинацию Ctrl+F.

В столбце Код транзистора указаны варианты кодовой маркировки данного элемента. Группа из 2-5 кодов отличающиеся одним символом в конце кода могут принадлежать одному типу транзистора, отличие кодов подразумевается разницей параметра Коэффициент передачи тока в схеме ОЭ. 

Коды:  2 … BER
Код Тип Код Тип Код Тип Код Тип
24 2SC5006 34 2SC5007 44 2SC5008 73 2SC5005
77 2SC5004 80 2SC5800 82 2SC5009 83 2SC5010
1AQ 2SB779 1AQ 2SB0779 1AR 2SB0779 1AR 2SB779
1CN 2SC4082 1CP 2SC4082 1DN 2SC4083 1DP 2SC4083
1E 2SA1737 1F 2SC4543 1F 2SC5838 1HR 2SD2185
1HS 2SD2185 1IR 2SB1440 1IS 2SB1440 1L 2SB1537
1M 2SD2357 1N 2SB1539 1O 2SD2359 1RR 2SB970
1RR 2SB0970 1RS 2SB0970 1RS 2SB970 1S 2SC4809J
1S 2SC5939 1SP 2SC3130 1SP 2SC3935 1SP 2SC4809
1SQ 2SC3130 1SQ 2SC3935 1SQ 2SC4809 1SR 2SC4809
1T 2SC3933 1U 2SB1589 1U 2SC3934 1XP 2SB1599
1XQ 2SB1599 1XR 2SB1599 1YQ 2SD2457 1YR 2SD2457
1ZR 2SA1890 1ZS 2SA1890 2A 2SC5712 2AR 2SC5026
2AS 2SC5026 2E 2SC5714 2F 2SB1612 2FR 2SB792A
2FS 2SB792A 2I 2SD2474 2R 2SC5632 2S 2SC5654
2T 2SC5592 2U 2SA2161J 2U 2SA2162 2W 2SC3704
2W 2SC3937 2X 2SC3707 2X 2SC4410 2YQ 2SC3757
2YQ 2SC3938 2YQ 2SC4691 2YQ 2SC4691J 2YR 2SC3757
2YR 2SC3938 2YR 2SC4691 2YR 2SC4691J 2Z 2SC4417
3A 2SB1699 3A 2SC5472 3A 2SC5473 3A 2SC5474
3C 2SC5725 3C 2SC5810 3D 2SA2079 3D 2SB1693
3D 2SC5819 3E 2SC5785 3E 2SA2021 3E 2SC5848
3F 2SC5609 3K 2SC5556 3M 2SC3829 3M 2SC4808
3M 2SC4808J 3M 2SC6045 3MQ 2SC4835 3MR 2SC4835
3MS 2SC4835 3O 2SC4497 3R 2SC4497 3S 2SC3904
3SCQ 2SC4805 3SCR 2SC4805 3SCS 2SC4805 3SQ 2SC5295
3SQ 2SC5295J 3SR 2SC5295 3SR 2SC5295J 3SS 2SC5295
3VR 2SB1679 3VS 2SB1679 3Y 2SC5190 3Y 2SC5363
3Z 2SA2046 4C 2SA2070 4D 2SA2069 4E 2SA2066
4F 2SA2059 4G 2SA2060 4N 2SA2082 4O 2SA1721
4R 2SA1721 4R 2SB1722J 4U 2SC6036 4U 2SC6037J
5H 2SC5813 6J 2SA2163 6N 2SC6050 7H 2SA2078
7HQ 2SC5863 7HR 2SC5863 7K 2SC5846 7L 2SA2077
7L 2SA2122 7L 2SA2174J 7M 2SC5845 7M 2SC5950
7M 2SC6054J 7NP 2SA2084 7NQ 2SA2084 7O 2SA1621
7Y 2SA1621 9N 2SC5946 A 2SB1462J A1225O 2SA1225
A1225Y 2SA1225 A1241O 2SA1241 A1241Y 2SA1241 A1242O 2SA1242
A1242Y 2SA1242 A1244O 2SA1244 A1244Y 2SA1244 A1385K 2SA1385-Z
A1385L 2SA1385-Z A1385M 2SA1385-Z A1400K 2SA1400-Z A1400L 2SA1400-Z
A1400M 2SA1400-Z A1400N 2SA1400-Z A1412K 2SA1412-Z A1412L 2SA1412-Z
A1413K 2SA1413-Z A1413L 2SA1413-Z A1413M 2SA1413-Z A1645K 2SA1645-Z
A1645L 2SA1645-Z A1645M 2SA1645-Z A1646K 2SA1646-Z A1646L 2SA1646-Z
A1646M 2SA1646-Z A1649K 2SA1649-Z A1649L 2SA1649-Z A1649M 2SA1649-Z
A1727P 2SA1727 A1727Q 2SA1727 A1834R 2SA1834 A1834S 2SA1834
A1862 2SA1862 A1952 2SA1952 A2073Q 2SA2073 A2073R 2SA2073
A2097 2SA2097 AA 2SC4213 AA 2SA1864 AAR 2SA1415
AAS 2SA1415 AAT 2SA1415 AB 2SC4213 ABG 2SA1312
ABL 2SA1312 ABR 2SA1416 ABS 2SA1416 ABT 2SA1416
ACN 2SC3837K ACN 2SC4725 ACN 2SC5661 ACO 2SA1313
ACP 2SC3837K ACP 2SC4725 ACP 2SC5661 ACR 2SA1417
ACS 2SA1417 ACT 2SA1417 ACY 2SA1313 ADN 2SC3838K
ADN 2SC4726 ADN 2SC5662 ADP 2SC3838K ADP 2SC4726
ADP 2SC5662 ADR 2SA1418 ADS 2SA1418 ADT 2SA1418
AEG 2SA1362 AEQ 2SB1424 AER 2SA1419 AER 2SB1424
AES 2SA1419 AET 2SA1419 AEY 2SA1362 AF 2SB1734
AFC 2SA1575 AFD 2SA1575 AFE 2SA1575 AFF 2SA1575
AGP 2SA1797 AGQ 2SA1729 AGQ 2SA1797 AGR 2SA1729
AGS 2SA1729 AHP 2SA1759 AHQ 2SA1197K AHQ 2SB1197K
AHQ 2SA1730 AHR 2SA1197K AHR 2SB1197K AHR 2SA1730
AHS 2SA1730 AIS 2SA1882 AIT 2SA1882 AIU 2SA1882
AJ 2SA1724 AJP 2SA1812 AJQ 2SA1812 AK 2SB1000A
AK 2SA1806J AKD 2SA1740 AKE 2SA1740 AKQ 2SA1738
AKQ 2SB1198K AKQ 2SA1806J AKR 2SA1806J AKR 2SA1738
AKR 2SB1198K AL 2SA1766 AL 2SB1000A AL4 2SA1338
AL5 2SA1338 AL6 2SA1338 AL7 2SA1338 ALQ 2SA1748
ALQ 2SA1791J ALQ 2SA1900 ALR 2SA1748 ALR 2SA1791J
AMQ 2SC4562 AMQ 2SC4656 AMQ 2SC4656J AMR 2SC4562
AMR 2SC4656 AMR 2SC4656J AMS 2SA1896 AMT 2SA1896
AN 2SC2532 ANN 2SC4061K ANP 2SC4061K ANR 2SA1898
ANS 2SA1898 AO 2SC2880 AO 2SC4210 AP 2SC2413K
AP 2SC4098 AP 2SC4618 AP 2SC5659 AQ 2SB1462
AQ 2SB766 AQ 2SA1969 AR 2SA2011 AR 2SC3338
AR 2SB1462 AR 2SB766 ARR 2SA2009 ARS 2SA2009
ART 2SA2009 AS 2SA2010 AS 2SA2012 AS 2SC3380
AS 2SB1462 AS 2SB766 AT 2SA2013 AT 2SA2028
AU 2SA2014 AV 2SA2015 AW 2SA2016 AX 2SA1739
AXQ 2SA1739 AXR 2SA1739 AY 2SC2880 AY 2SC4210
AY4 2SC3392 AY5 2SC3392 AY6 2SC3392 AY7 2SC3392
B 2SB1218A B 2SB709A B1 2SC4931 B1181P 2SB1181
B1181Q 2SB1181 B1181R 2SB1181 B1182P 2SB1182 B1182Q 2SB1182
B1182R 2SB1182 B1184P 2SB1184 B1184Q 2SB1184 B1184R 2SB1184
B12 2SC3739 B1261K 2SB1261-Z B1261L 2SB1261-Z B1261M 2SB1261-Z
B1275 2SB1275 B13 2SC3739 B1316 2SB1316 B14 2SC3739
B1412P 2SB1412 B1412Q 2SB1412 B1412R 2SB1412 B2 2SC1621
B2 2SC4931 B22 2SC3734 B23 2SC3734 B24 2SC3734
B3 2SC4931 B3 2SC1621 B33 2SC3735 B34 2SC3735
B35 2SC3735 B4 2SC4987 B4 2SC1621 B42 2SB1475
B43 2SB1475 B44 2SB1475 B5 2SC4987 B51 2SB736A
B52 2SB736A B53 2SB736A B54 2SB736A B55 2SB736A
B6 2SB815 B6 2SC4987 B7 2SC5787 B7 2SB815
B768K 2SB768 B768L 2SB768 B768M 2SB768 B905O 2SB905
B905R 2SB905 B905Y 2SB905 B906O 2SB906 B906Y 2SB906
B907 2SB907 B908 2SB908 B962E 2SB962-Z B962P 2SB962-Z
B962Q 2SB962-Z B962R 2SB962-Z B963K 2SB963-Z B963L 2SB963-Z
B963M 2SB963-Z BA 2SA1865 BAP 2SB1132 BAQ 2SB1132
BAR 2SB1132 BB 2SB831 BC 2SB831 BCE 2SB1120
BCF 2SB1120 BCG 2SB1120 BCP 2SB1188 BCQ 2SB1188
BCR 2SB1188 BDR 2SB1121 BDS 2SB1121 BDT 2SB1121
BDU 2SB1121 BEP 2SB1260 BEQ 2SB1260 BER 2SB1122
Коды: * 2 … BER * BER … FA * FA … MER * MER … TT * TY … ZY *

Предлагаем вашему вниманию спец. цены на транзисторы

Вниманию покупателей!

В настоящее время  полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET) широко применяются в качестве  ключевых элементов в различных преобразователях силовой электроники.  Основными преимуществами MOSFET по сравнению с другими ключевыми элементами являются высокое быстродействие и низкая потребляемая мощность в цепи управления.
На сегодняшний день STMicroelectronics является компанией, производящей одно из самых эффективных высоковольтных семейств MOSFET в мире.

Предлагаем широкий выбор MOSFET производства STMicroelectronics со склада «Промэлектроники».

Раздел Класс Группа Код товара Наименование В наличии Производитель Оптовая цена
Транзисторы Полевые MOSFET 146151 STP200NF04 3998 ST 30,47
Транзисторы Полевые Интеллектуальные ключи 137048 TDE1707BFP 1937 ST 78,57
Транзисторы Полевые MOSFET 150170 STW10NK60Z 5396 ST 25,89
Транзисторы Полевые MOSFET 150187 STW25N95K3 584 ST 172,59
Транзисторы Полевые MOSFET 150191 STW60N65M5 507 ST 172,59
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150102 STD14NM50N 2394 ST 28,48
Транзисторы Полевые MOSFET 147408 STF17NF25 4686 ST 15,96
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150082 STB25NM60ND 997 ST 56,09
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150080 STB18NM80 985 ST 61,70
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150078 STD18N55M5 2128 ST 27,53
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150099 STD11NM50N 2484 ST 21,57
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150077 STB185N55F3 999 ST 47,46
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150132 STD8N65M5 2440 ST 19,42
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150067 STB11N52K3 1979 ST 22,01
Транзисторы Полевые MOSFET 138508 STW15NK90Z 548 ST 81,98
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150104 STD17NF25 2458 ST 17,26
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150127 STD60N55F3 2285 ST 18,12
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150081 STB23NM50N 982 ST 42,07
Транзисторы Полевые MOSFET 150151 STP18NM80 649 ST 64,72
Транзисторы Полевые MOSFET 150166 STP8NK80Z 1921 ST 23,73
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150140 STN4NF03L 7966 ST 5,79
Транзисторы Полевые MOSFET 150174 STW17N62K3 1199 ST 42,18
Транзисторы Полевые MOSFET 150190 STW5NK100Z 1188 ST 40,13
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150133 STD95N4F3 2491 ST 16,01
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150137 STN1NF10 7995 ST 5,39
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150070 STB120NF10T4 996 ST 35,81
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150095 STB75NF20 978 ST 38,81
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150112 STD1NK80ZT4 4969 ST 7,85
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 133610 STD5NK40ZT4 4901 ST 7,12
Транзисторы Полевые MOSFET 150159 STP40NF20 983 ST 35,38
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150113 STD2NK100Z 2492 ST 14,95
Транзисторы Полевые MOSFET 150169 STU6N62K3 2997 ST 11,77
Транзисторы Полевые MOSFET 150192 STW7N95K3 1136 ST 37,07
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150091 STB55NF06T4 2898 ST 13,67
Транзисторы Биполярные SMD 81100 MJD350T4 4856 ST 6,04
Транзисторы Полевые MOSFET 133647 STP11NK40Z 1925 ST 14,96
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150079 STB18NM60N 999 ST 32,86
Транзисторы Полевые MOSFET 150145 STP11NM60ND 972 ST 34,61
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 127484 STD10PF06T4 2366 ST 11,26
Транзисторы Полевые MOSFET 147193 STP36NF06 2956 ST 8,85
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150117 STD35NF06LT4 2447 ST 12,64
Транзисторы Полевые MOSFET 150173 STW13N95K3 585 ST 55,65
Транзисторы Полевые MOSFET 150150 STP14NF10 2974 ST 12,23
Транзисторы Полевые MOSFET 142805 STW35N65M5 181 ST 154,25
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150075 STB14NK50ZT4 979 ST 28,80
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150139 STN3PF06 3675 ST 7,06
Транзисторы Полевые MOSFET 150160 STP5N52K3 2975 ST 12,55
Транзисторы IGBT (БТИЗ) Единичные 126889 STGFL6NC60D 1857 ST 10,57
Транзисторы IGBT (БТИЗ) Единичные 126894 STGPL6NC60D 1853 ST 15,10
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 147192 STD60NF06T4 2476 ST 10,88
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 138520 STD20NF06T4 2473 ST 11,22
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 133617 STN2NF10 4021 ST 6,47
Транзисторы IGBT (БТИЗ) Единичные 126891 STGF19NC60WD 957 ST 28,35
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150093 STB6N62K3 1997 ST 13,42
Транзисторы Полевые MOSFET 134349 STP16NF06 2924 ST 8,54
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150136 STN1HNK60 3802 ST 7,61
Транзисторы Полевые MOSFET 150156 STP2N62K3 2989 ST 10,05
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150096 STB80NF55-08T4 933 ST 26,12
Транзисторы Полевые MOSFET 150149 STP13NK60Z 979 ST 26,16
Транзисторы Полевые MOSFET 150186 STW24NM60N 543 ST 46,98
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 150121 STD4N62K3 2276 ST 9,43
Транзисторы Полевые MOSFET 138466 STP11NK40ZFP 443 ST 16,61
Транзисторы Полевые MOSFET 138417 STP200NF03 198 ST 47,46
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 143330 STL150N3LLH6 188 ST 20,64
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 138517 STB30NF10T4 176 ST 19,85
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 142813 STI12N65M5 94 ST 35,92
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 143328 STL90N3LLH6 188 ST 13,34
Транзисторы IGBT (БТИЗ) Единичные 138194 STGF20NB60S 49 ST 34,11
Транзисторы Полевые MOSFET — SMD 93322 STD7NB20 7 ST 24,16

* Указанные цены актуальны на дату публикации и могут меняться в случае  резкого изменения курса валют
* Срок действия акции ограничен

С полным каталогом распродажи вы можете ознакомиться, перейдя по ссылке.

По вопросам оптовых продаж обращайтесь:
E-mail: [email protected]
Телефон: +7 (343) 372 92 28
Единый телефон отдела продаж: 8 800 1000 321

Последние новости — одной лентой:

Полевые транзисторы | SMD радиокомпоненты

BUK456-100 Файлы: Ссылка: проводимость просмотр 60,00
IRF840 Файлы: Ссылка: проводимость просмотр 27,00
BUK-107-50 Файлы: Ссылка: проводимость просмотр 35,00
BF996R Файлы: Ссылка: проводимость просмотр 10,00
BF998 Файлы: Ссылка: проводимость просмотр 12,00
IRLL014 Файлы: Ссылка: проводимость просмотр 25,00
IRFR320 Файлы: Ссылка: проводимость просмотр 35,00
IRF5210 Файлы: Ссылка: проводимость просмотр 100,00
2SK1162 Файлы: Ссылка: проводимость просмотр 60,00
BSR58 Файлы: Ссылка: проводимость просмотр 15,00
IRF840 Файлы: Ссылка: КАНАЛ НАПР. просмотр 27,00
IRF5801 Файлы: Ссылка: КАНАЛ НАПР. просмотр 20,00
IRLI530 Файлы: Ссылка: КАНАЛ НАПР. просмотр 40,00
IRLR024 Файлы: Ссылка: КАНАЛ НАПР. просмотр 35,00
IRFP450 Файлы: Ссылка: КАНАЛ НАПР. просмотр 60,00

Выбор полевых транзисторов STMicroelectronics

Введение

Основные параметры электронных преобразовательных схем определяются характеристиками применяемых ключевых полупроводниковых элементов. В преобразователях силовой электроники в качестве ключевых элементов широко используются полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET) (рис. 1). Основными преимуществами MOSFET по сравнению с другими ключевыми элементами являются высокое быстродействие и низкая потребляемая мощность в цепи управления.

Рис. 1. Области применения MOSFET в силовой электронике

MOSFET производят многие ведущие компании мира, в том числе компания STMicroelectronics (STM), которфая длительное время является одним из лидеров мировой полупроводниковой промышленности. Ведущее место этой компании обусловлено постоянным совершенствованием технического уровня выпускаемой продукции, разработкой новых технологий производства полупроводниковых компонентов и непрерывным расширением продуктовых линеек. На сегодня STMicroelectronics является компанией, производящей одно из самых эффективных высоковольтных семейств MOSFET в мире.

Рис. 2. Развитие технологии STripFET компании STMicroelectronics

Семейства низковольтных транзисторов STM имеют общее название STripFET и отличаются индексом, который соответствует порядковому номеру поколения технологии (рис. 2) [1]. Технология STripFET III была представлена в 2005 г., структура транзистора приведена на рис. 3а. Транзисторы STripFET V появились в 2008 г. У них было снижено сопротивление слоя металла благодаря увеличению его толщины, улучшена структура затвора, использован вертикальный контакт μ-trench, что привело к снижению сопротивления канала и уменьшению полного заряда затвора. В этом же году начали производиться транзисторы серии F4, выполненные по технологии STripFET DeepGATE. В последующем эта технология была усовершенствована до STripFET VI DeepGATE с затвором в виде канавки (Trench MOSFET), структура которого приведена на рис. 3б. Данная технология за счет исключения паразитного сопротивления RJFET позволяет значительно снизить сопротивление канала и повысить плотность структуры кристалла. Однако в применениях с большой индуктивной нагрузкой по-прежнему используют транзисторы пятого поколения, выдерживающие большие энергии лавинного пробоя.

Рис. 3. Структура транзисторов STripFET:
а) планарная,
б) DeepGATE

Высоковольтные транзисторы STM представлены серией MDmesh [3]. Эта серия в настоящее время насчитывает четыре поколения транзисторов (рис. 4), и уже анонсировано пятое поколение. Концепция MDmesh основана на использовании глубоких р-областей под базой транзистора (рис. 5). За счет увеличения площади р-n-перехода можно снизить сопротивление эпитаксиального слоя без уменьшения пробивного напряжения. Таким образом, преодолевается противоречие между сопротивлением канала и пробивным напряжением. Концепция MDmesh в настоящее время используется многими ведущими компаниями и известна под названиями CoolMos (Infineon), DTMOS (Toshiba), SuperFet и SupreMos (Fairchild), Gen9 (Vishay) и пр. Компания «Микроника» тоже в их числе и реализует эту концепцию с использованием глубокой канавки, заполненной поликремнием, легированным бором в процессе роста, а также производит обычные планарные высоковольтные транзисторы для специального применения [2].

Рис. 4. Развитие технологии MDmesh

Рис. 5. Структура транзистора MDmesh

Одно из основных применений MOSFET нашли в импульсных источниках питания (Switched Mode Power Supply, SMPS) [4], в LED-драйверах [5], в которых используются как высоковольтные, так и низковольтные транзисторы в ключевом режиме. Типовой импульсный источник питания (рис. 6) состоит из предварительного AC/DC-преобразователя входного переменного тока с корректором мощности, на выходе которого формируется высокое напряжение, как правило, 400 В. Поэтому AC/DC-преобразователь содержит высоковольтные MOSFET. Далее DC/DC-преобразователь понижает высокое напряжение до необходимого уровня. Затем конечный DC/DC-преобразователь формирует выходные напряжения 1,2-12 В, необходимые большинству современных электронных приборов. Данный преобразователь требует наличия низковольтных MOSFET.

Рис. 6. Блок-схема системы питания с различными входными напряжениями конечных DC/DC-преобразователей

Многие применения требуют наличия различных режимов работы: режим низкой рассеиваемой мощности (резервный или «спящий») и нормальный режим, обеспечивающий максимальную эффективность работы. Некоторые применения требуют наличия одного выходного напряжения, другим нужны несколько. При выборе типа применяемого источника питания (ИП) важным параметром является выходная мощность. С целью обеспечения оптимальности показателя цена/качество для различных применений в зависимости от выходной мощности разработаны различные типы преобразователей напряжения.

Правильный и оптимальный выбор MOSFET, учет особенностей их применения обеспечивает сокращение сроков разработки и достижение необходимых параметров преобразователей напряжения.

В данной работе предлагается методика выбора высоковольтных MOSFET компании STMicroelectronics для импульсных ИП.

 

Параметры MOSFET

Основные параметры MOSFET, которые определяют характеристики проектируемого импульсного ИП и выбору которых необходимо уделять основное внимание, показаны в таблице 1. Выбор необходимого уровня этих параметров определяется функциональным назначением прибора, входными/выходными напряжениями и токами, частотой работы, выходной мощностью, необходимостью обеспечения как максимально допустимой мощности рассеяния, так и минимальных потерь MOSFET на проводимость и переключение. Различие в выходной мощности преобразователей, требование наличия баланса между рассеянием и потерями мощности обуславливают различные требования для корпусов.

Таблица 1. Основные параметры MOSFET
Параметр Обозначение
Статические параметры
Максимальное напряжение «сток-исток» V(BR)DSS
Максимальный постоянный ток стока ID
Максимальное напряжение на затворе VGS
Сопротивление «сток-исток» в открытом режиме RDS(ON)
Параметры переключения
Задержка включения td(on)
Время нарастания сигнала tr
Задержка выключения td(off)
Время спада tf
Динамические параметры
Суммарный заряд затвора QG
Входная емкость CISS
Входное сопротивление затвора RG
Проходная емкость (емкость Миллера) CRSS
Тепловые параметры
Максимальная температура перехода TJ(MAX)
Тепловое сопротивление «переход-корпус» RTH_JC

Далее будут рассмотрены вопросы, касающиеся выбора типа корпуса, параметров высоковольтных MOSFET для предварительных AC/DC-преобразователей и выбора параметров низковольтных MOSFET для конечных DC/DC-преобразователей.

Выбор типа корпуса

Выбор типа корпуса для MOSFET главным образом определяется следующими показателями: рассеиваемой мощностью, расстоянием между выводами, размером, стоимостью [6].

Рассеяние мощности, охлаждение

Тип корпуса MOSFET для использования в конкретном применении выбирают исходя из требуемой мощности рассеяния. Мощные корпуса Т0-220 и особенно ТО-247 со встроенным радиатором и форсированным отводом могут рассеивать большое количество тепла — 1,5 и 2,0 Вт соответственно — без внешних радиаторов. Однако в импульсных ИП современных электронных устройств, где большое значение имеет занимаемый объем, в основном применяются корпуса для поверхностного монтажа (SMD). В таблице 2 показаны тепловые параметры основных типов SMD-корпусов компании ST.

Таблица 2. Тепловые параметры основных типов корпусов SMD компании STM
Корпус Площадь монтажа, мм2 Мин. рекомендуемая площадь теплоотвода на плате, мм2 TJMAX, °C TTHJ-PCB*, °C/Bт TTHJ-PCB**, C/Bт PD, Вт
D2PAK 210 120 175 34,0 42,0 4,4
Power S0-10 140 60 175 35,0 50,0 4,3
DPAK 80 45 175 50,0 62,0 3,0
PowerFLAT 5×5 25 15 150 31,2 60,0 4,0
PowerFLAT 6×5 30 23 150 31,2 60,0 4,0
SOT-223 50 15 150 38,0 56,6 3,3
PowerSO-8 30 23 150 42,0 56,6 3,0
SO-8 30 23 150 50,0 100 2,5
TSS0P8 20 15 150 83,5 100 1,5

Примечания:
* — с использованием теплоотвода на плате площадью 600 мм2;
** — с использованием теплоотвода на плате минимальной рекомендуемой площади.

Расстояние между выводами корпуса

Расстояние между выводами должно соответствовать напряжению, используемому в данном применении.

Размер, объем корпуса

Размеры корпуса MOSFET также могут определяться параметрами (размер/объем/высота) корпуса источника питания. Например, в адаптерах для ноутбуков используются корпуса DPAK или D2PAK для обеспечения минимальной высоты.

Стоимость

Как правило, меньший корпус дешевле, чем корпус большего размера. Также технология поверхностного монтажа более эффективна по стоимости при производстве плат ИП. Полностью изолированный корпус транзистора позволяет снизить стоимость сборки тепловых радиаторов, так как исключает необходимость размещения изоляционной прокладки между корпусом транзистора и радиатором.

 

Выбор параметров высоковольтных MOSFET

Выбор величины пробивного напряжения

При выборе уровня пробивного напряжения необходимо учитывать следующие факторы:

  • Лавинное напряжение пробоя BVDSS, которое всегда несколько выше максимального — допустимого напряжения «сток-исток» VDS, т. е. существует некоторый запас. Температурные зависимости пробивного напряжения транзистора BVDSS, как правило, приведены в спецификациях. На рис. 7a, б приведены температурные зависимости пробивного напряжения для 600-В MOSFET ST STB10NK60Z и STE70NM60. По этим зависимостям можно определить пробивное напряжение транзистора при рабочих температурах перехода +100…+120 °С. Обычно эта величина на 4-7% выше пробивного напряжения при комнатной температуре. Однако следует отметить, что если прибор будет использоваться в аппаратуре при отрицательных температурах, то необходимо, чтобы пробивное напряжение транзистора на этих температурах было выше, чем максимальное напряжение на стоке, для предотвращения лавинного пробоя транзистора в момент включения аппаратуры.
  • Минимальное пробивное напряжение V(BR)DSS, указанное в спецификации на транзистор для комнатной температуры и имеющее такой же положительный температурный коэффициент, как и BVDSS.
  • Уровень выбросов напряжения (spike), обусловленный наличием индуктивностей и паразитных емкостей в плате применения. Уровень выбросов напряжения не должен превышать 70-90% от минимального пробивного напряжения V(BR)DSS.

Рис. 7. Зависимости нормализованного пробивного напряжения от температуры:
а) для транзистора STB10NK60Z;
б) для транзистора STE70NM60

Выбор рабочей температуры перехода

Рабочая температура перехода не должна достигать максимальной рабочей температуры, определенной в спецификации, но для обеспечения запаса по надежности рабочая температура должна быть ниже максимальной. Снижение рабочей температуры на 20-30 °С может приводить к увеличению среднего времени наработки до отказа на порядок. С другой стороны, сопротивление транзистора в открытом состоянии RDS(ON) повышается с ростом температуры перехода, что ведет к потерям проводимости. По этим причинам рекомендуется рабочая температура перехода, составляющая 55-65% от максимально допустимой.

Выбор уровня тока

В большинстве применений MOSFET не подвергается воздействию максимального тока по той причине, что для снижения потерь мощности на проводимость выбирают транзистор с низким сопротивлением, у которого максимальный ток выше, чем необходимо. Тем не менее требуется проверить область надежной работы (Safe Operating Area, SOA) выбранного MOSFET на предмет соответствия уровней необходимых тока и напряжения области устойчивой работы транзистора (рис. 8а).

Рис. 8. Транзистор STB10NK60Z:
а) SOA;
б) зависимость тока стока от напряжения затвора при напряжении на стоке 25 В

Далее следует проанализировать передаточную характеристику транзистора (рис. 8б), чтобы убедиться в том, что напряжение на затворе транзистора достаточно для его полного открытия, т. е. транзистор должен быть способен пропустить максимальный импульсный ток в схеме применения во всех режимах работы конечного устройства. Особенно в режимах различной защиты или короткого замыкания на выходе устройства, когда питающее напряжение схемы управления, а соответственно и напряжение на затворе транзистора, может уменьшаться. Если транзистор не удовлетворяет этому требованию, необходимо выбрать другой транзистор с более высоким уровнем тока.

Выбор уровня сопротивления в открытом состоянии R

DS(ON) и динамических параметров

Выбор правильного уровня RDS(ON) — одна из самых главных задач в разработке схемы применения. Граница по RDS(ON) определяется максимально допустимой мощностью рассеяния для конкретного применения и максимальной температурой перехода MOSFET. Потери мощности MOSFET разделяются на потери проводимости и потери на переключение.

Потери проводимости легко вычисляются, исходя из значений сопротивления RDS(ON) и величины тока стока. Некоторая проблема может возникнуть при расчете потерь на переключение. Эти потери определяются как характеристиками самого MOSFET, так и конструкцией платы. В частности, такими характеристиками, как динамические параметры транзистора, нелинейной выходной емкостью «исток-сток», суммарным сопротивлением затвора транзистора, паразитными емкостями и индуктивностями платы применения. В связи с этим выбор MOSFET по сопротивлению — это сложный процесс, который может потребовать несколько итераций. Входными данными этого процесса являются выходная мощность, форма импульса тока, конструкция платы применения. Также должна быть известна рабочая частота переключения транзистора, которая соответствует другим параметрам, таким как электромагнитные шумы или магнитные потери, но не связана с потерями мощности MOSFET; должна быть выбрана конструкция радиатора, для которого известно тепловое сопротивление RTH_CA.

Одним из наиболее корректных и практичных путей определения оптимального уровня сопротивления в сочетании с определенными динамическими параметрами MOSFET является оценка общей мощности потерь по измерению рабочей температуры перехода в тестовой плате применения. Конечно, такие измерения соответствуют только данному применению, и для каждого применения необходима соответствующая плата, так как паразитные параметры различны для разных применений. Сутью данного метода является предварительный выбор транзистора по расчетной максимально допустимой мощности рассеяния с учетом используемых условий применения (температур перехода и окружающей среды; конструкции радиатора) с последующей оценкой реальной общей мощности потерь.

Алгоритм определения оптимального уровня сопротивления RDS(ON) следующий:

  1. Вычисление максимальной мощности рассеяния для данной конструкции радиатора и рабочей температуры перехода по формуле:

    где Tjmax — максимальная температура перехода, ТА — температура окружающей среды, RTH_JC — тепловое сопротивление «переход-корпус», RTH_CA — тепловое сопротивление «корпус-окружающая среда».

    Так как тип MOSFET еще не выбран, для расчета необходимо определить некоторое желаемое значение RTH_JC

  2. Вычисление необходимого RDS(ON), удовлетворяющего максимальной мощности рассеяния, проводится для конкретной формы импульса тока. Для первого приближения учитываются только потери проводимости, так как на данном этапе еще неизвестен тип транзистора, а потери на переключение зависят от его конкретного типа. Важно проводить вычисления сначала для рабочей температуры перехода, а потом провести ее пересчет для комнатной.

    Для дискретного режима проводимости (рис. 9а) потери составляют:

    где D = ton × f, f — частота работы преобразователя.

    Для постоянного режима проводимости (рис. 9б) потери составляют:

    Рис. 9. Форма сигнала:
    а) для дискретного режима проводимости;
    б) для постоянного режима проводимости

    Исходя из приведенных формул потерь можно определить необходимое значение RDS(ON) для рабочей температуры и затем для +25 °С.

    Например, при дискретном режиме проводимости для рабочей температуры RDS(ON) определяется следующим образом:

    где Pcond = Ptot и для +25 °С:

    где α — это температурный фактор для данного типа транзисторов.

  3. Выбор типа транзистора, удовлетворяющего рассчитанному сопротивлению, по данным RDS(ON) из спецификаций на транзисторы компании STMicroelectronics.
  4. Транзисторы со сходным уровнем сопротивления могут иметь различный уровень динамики: различные времена нарастания и спада сигнала. При первичном выборе важно обратить внимание, что частотные свойства транзистора должны соответствовать частоте работы источника напряжения и иметь при этом некоторый запас в 15-20%. Первичную оценку необходимой частоты транзистора можно сделать по следующему соотношению:

    то есть максимальное значение каждого из четырех параметров переключения должно быть меньше, чем четверть периода работы преобразователя.

  5. Далее проводится оценка общей мощности потерь для выбранного транзистора путем имитации работы данного блока источника на тестовой плате с контролем рабочей температуры перехода. Если измеренная температура не выше той, что использована в расчете максимальной мощности рассеяния, то выбранный тип MOSFET удовлетворяет требованиям.

    При необходимости можно провести оптимизацию по размеру транзистора, проверив на соответствие требованиям MOSFET с более высоким сопротивлением, что соответствует меньшему размеру и меньшей стоимости.

  6. Если измеренная температура выше, то необходимо выбрать транзистор либо с более низким сопротивлением, либо в зависимости от соотношения стоимостей с лучшими динамическими параметрами, и проверить на соответствие требованиям. Либо для более эффективного охлаждения можно поменять радиатор теплоотвода на более мощный.

    Правильный тип MOSFET найден, когда следующий транзистор с более высоким RDS(ON) не удовлетворит требованиям по температуре перехода.

 

Выбор параметров низковольтных MOSFET

Низковольтные MOSFET составляют основу DC/DC-преобразователей, формирующих конечные выходные напряжения. Это накладывает свою специфику на выбор MOSFET для таких применений.

Типовая схема DC/DC-преобразователя показана на рис. 10 [7]. В этой схеме основным является транзистор верхнего ключа SW1 (high side MOSFET), а транзистор нижнего ключа SW2 (low side MOSFET) является синхронизирующим. Наличие транзистора нижнего ключа значительно снижает потери энергии в DC/DC-преобразователе. При этом основные режимы работы транзисторов различны, поэтому различны и параметры, определяющие выбор необходимого транзистора.

Рис. 10. Типовая схема синхронного DC/DC-преобразователя

Выбор параметров MOSFET верхнего ключа

Транзистор верхнего ключа работает главным образом в режиме переключения, поэтому для него наиболее важны динамические параметры: низкий заряд затвора, низкие внутренние емкости и, соответственно, малые времена переключения. Хорошие динамические параметры обеспечивают высокую скорость переключения, малые динамические потери и в итоге высокую эффективность преобразователя в целом. При этом уменьшение значения такого важного параметра, как сопротивление RDS(ON), не является определяющим для повышения эффективности. Поэтому сопротивление MOSFET верхнего ключа может быть достаточно высоким для оптимизации цены и размера.

Потери энергии на переключение определяются выражением:

где VIN — входное напряжение, IOUT — выходной ток, QG — заряд затвора, fSW—частота преобразователя и IGATE ток затвора.

В выражении (7) только заряд затвора QG является параметром непосредственно MOSFET. Оценку влияния заряда затвора QG и сопротивления RDS(ON) транзистора верхнего ключа на эффективность DC/DC-преобразователя можно сделать исходя из анализа таблицы 3 и рис. 11, где в качестве примера приведены значения параметров QG и RDS(ON) MOSFET верхних ключей и соответствующие им кривые эффективности. Из представленных данных видно, что лучшую эффективность имеет транзистор SW12 с минимальным значением QG, несмотря на то, что у этого транзистора значение RDS(ON) не наименьшее.

Рис. 11. Зависимость эффективности DC/DC-преобразователя с параметрами MOSFET верхнего ключа согласно таблице 3 от величины выходного тока для частоты fSW=300 кГц (Vout = 1,25 В]

При повышении частоты работы преобразователя его эффективность снижается из-за повышения в целом потерь на переключение, но важность обеспечения высокой скорости переключения повышается, как это видно на рис. 12.

Рис. 12. Зависимость эффективности DC/DC-преобразователя с параметрами MOSFET верхнего ключа согласно таблице 3 от величины выходного тока для частоты fSW = 440 кГц (Vout = 1,25 В]

Таблица 3. Значения QG и RDS(ON) MOSFET верхних ключей SW1 DC/DC-преобразователя
Транзистор V(BR)DSS, В RDS(ON), mOm QG,SW, нКл
SW 11 30 9,2 6,85
SW 12 7,3 4,65
SW 13 7,6 9,25
SW 14 7,0 7

Также необходимо отметить важность оптимального выбора сопротивления согласующего резистора RG EXT между драйвером и MOSFET верхнего ключа. Значение этого сопротивления является компромиссным для обеспечения высокой скорости переключения и эффективности (низкое RG EXT) и обеспечения устойчивого переключения и минимизации уровня выброса (phase node spike) выходного напряжения (высокое RG EXT), который определяется энергией, запасенной в паразитных индуктивностях во время выключения верхнего транзистора и наблюдается при его включении (рис. 13, 14). Выбор входного сопротивления проводится при анализе работы преобразователя на тестовой плате путем сравнения скорости переключения, эффективности, уровня выброса напряжения.

Рис. 13. Процесс возникновения выброса выходного напряжения:
а) при выключении верхнего транзистора паразитные индуктивности заряжаются;
б) при его включении разряжаются

Рис. 14. Выброс выходного напряжения на стоке MOSFET нижнего ключа при включении MOSFET верхнего ключа

Выбор параметров MOSFET нижнего ключа

Так как MOSFET нижнего ключа большую часть времени является открытым, то потери проводимости, определяемые величиной сопротивления RDS(ON), вносят основной вклад в рассеяние мощности. Для снижения величины сопротивления в зависимости от необходимого уровня выходного тока можно использовать один или несколько транзисторов нижнего ключа.

Для нижнего ключа потери проводимости определяются как

Параметр D для современных конвертеров очень низкий (0,1-0,2%), и потери проводимости определяются главным образом сопротивлением. Поэтому минимизация RDS(ON) является критической для оптимальной работы MOSFET нижнего ключа. Как и в случае MOSFET верхнего ключа, в качестве примера в таблице 4 приведены значения параметров двух MOSFET нижнего ключа и соответствующие им кривые эффективности на рис. 15 при использовании для обоих случаев одного и того же транзистора верхнего ключа SW11. Отметим, что транзистор SW21 соответствует критерию для транзистора верхнего ключа: низкое значение заряда затвора. Как видно на рис. 15, для малых выходных токов, когда значительный вклад дают потери на переключение и управление затвора, эффективность транзистора SW21 несколько выше благодаря низкому QG. Однако для средних и больших токов выше эффективность уже транзистора SW22 — благодаря низкому значению RDS(ON).

Рис. 15. Зависимость эффективности преобразователя с параметрами MOSFET нижнего ключа согласно таблице 4 от величины выходного тока (Vout = 1,25 В]

Таблица 4. Значения QG и RDS(ON)MOSFET нижних ключей SW2 DC/DC-преобразователя
Транзистор V(BR)DSS, В RDS(ON), mOm QG,SW, нКл
SW11 25 13 8,5
SW21 30 6 15
SW22 25 5,2 18

Еще одним критическим параметром, определяющим поведение MOSFET нижнего ключа, является переходная емкость Миллера CGD. Выше уже упоминался выброс напряжения при включении MOSFET верхнего ключа. Для уменьшения величины выброса необходимо также снижать скорость переключения MOSFET нижнего ключа. Это можно достичь путем увеличения емкости Миллера. На рис. 16 а, б приведены характеристики сигналов на обоих транзисторах для двух разных значений CGD и показано, что увеличение емкости CGD с 190 до 315 пФ уменьшает уровень выброса напряжения с 30,7 до 18,8 В.

Рис. 16. Осциллограмма переключения транзисторов верхнего и нижнего ключей:
а) для CGD 190 пФ уровень выброса напряжения Vphase 30,7 В;
б) для CGD 315 пФ уровень выброса напряжения Vphase 18,8 В

С другой стороны, слишком высокое значение CGD приводит к значительному росту заряда затвора и, соответственно, росту потерь на переключение и управление. Это необходимо учитывать для высокочастотных применений или когда используется несколько MOSFET нижнего ключа.

Примером выбора низковольтных транзисторов верхнего и нижнего ключей для DC/DC-преобразователей являются ST транзисторы широко распространенной 30-В серии в корпусе DPAK — STD60N3LH5 и STD95N3LLH6 соответственно (табл. 5).

Таблица 5. Сравнительные параметры транзисторов STMicroelectronics
Типономинал V(BR)DSS, B RDS(ON) MAX, (VGS = 10 В), В ID MAX, A PD MAX, Вт QG TYP, нКл
STD40NF03L 30 0,011 40 55 35
STD40NF3LL 0,011 40 80 40
STD60N3LH5 0,008 48 60 8,8
STD65N3LLH5 0,0069 65 50 8
STD75N3LLH6 0,008 75 60 17
STD85N3LH5 0,065 80 70 14
STD86N3LH5 0,005 80 70 14
STD95N3LLH6 0,042 80 70 20

Видно, что транзистор STD60N3LH5 имеет практически минимальное QG, а транзистор STD95N3LLH6 — минимальное RDS(ON).

Также из спецификаций на данные транзисторы следует, что STD95N3LLH6 имеет значительную емкость Миллера 280 пФ против 32 пФ у STD60N3LH5. Следовательно, в качестве транзистора верхнего ключа целесообразно использовать MOSFET STD60N3LH5, а в качестве транзистора нижнего ключа — STD95N3LLH6.

 

Заключение

Описанные в данной статье критерии и особенности выбора как высоковольтных, так и низковольтных MOSFET компании STMicroelectronics с учетом особенностей их применения позволяют с практической точки зрения подойти к первоначальному подбору и окончательному определению необходимых оптимальных типов транзисторов. Обращено внимание на некоторые особенности выбора и применения транзисторов исходя из их режимов работы в импульсных ИП.

Литература
  1. Захаров Ю. Новые MOSFET: нет лавинному пробою // Новости электроники. 2010. № 12.
  2. http://te.vrn.ru/projects.htm /ссылка утрачена/
  3. Managing the best in class MDmesh V and MDmesh II super junction technologies: driving and layout key notes. 
  4. Рудаковский Д., Котов В., Битно Л. Распределенная система электропитания на основе AC/DC- и DC/DC-преобразователей компании «Микроника» // Компоненты и технологии. 2012. № 6.
  5. Цевелюк Е., Котов В. Обзор LED-драйверов для светодиодных ламп широкого применения // Полупроводниковая светотехника. 2012. № 5.
  6. R. Gulino. Guidelines for using ST’s MOSFET SMD package. 
  7. F. Fusillo, F. Scrimizzi. Power MOSFETs:best choice guide for VRM applications. 

Russian Hamradio :: Маркировочные коды SMD-элементов.

В связи с миниатюризацией большинства радиоаппаратуры, сегодня становится актуальным вопрос обозначения радиоэлементов применяемых при монтаже аппаратуры.В настоящее время ни одна солидная приборостроительная фирма не обходится без электрорадиоэлементов (ЭРЭ), изготовленных по прогрессивной технологии поверхностного монтажа (SMD).

По оценкам специалистов соотношение между производством ЭРЭ в обычном и SMD-исполнении должно приблизиться к 30:70. Многие радиолюбители уже начинают с успехом осваивать применение SMD в своих конструкциях.

Рис.1.

Маркировка, которая наносится на корпус SMD-элементов, как правило, отличается от их фирменных названий. Причина банальная — нехватка места из-за миниатюрности корпуса. Проблема особенно актуальна для ЭРЭ, которые размещаются в корпусах с шестью и менее выводами — рис.1.

Это миниатюрные диоды, транзисторы, стабилизаторы напряжения, усилители и т.д. Для разгадки “что есть что” требуется проводить настоящую экспертизу, ведь по одному маркировочному коду без дополнительной информации очень трудно идентифицировать тип ЭРЭ. С момента появления первых SMD-приборов прошло более 20 лет.

Таблица 1.

Тип корпуса

Фирма, страна

Размеры согласно рис.3.

А, мм

В, мм

С, мм

D, мм

SOT-23

Motorola

1,2-1,39

2,8-3,04

0,89-1,11

0,37-0,5

SOT-23

Philips

1,2-1,4

2,8-3.0

1.0-1,3

0,38-0,48

SOT-23

Siemens

1,2-1,4

2,8-3,0

1,1 max

0,35-0,5

SOT-23

SGS-Thomson

1,2-1,4

2,8-3,0

0.93-1.04

0,37-0.46

SOT-23S

SGS-Thomson

1,2-1,55

2,67-3,05

0,79-1,2

0,37-0.54

2-3F1A

Toshiba

1,35-1,75

2,7-3,1

1,0-1.3

0,35-0,5

DBV-3

Texas Instruments

1,5-1,8

2,7-3,1

1,0-1,3

0,2-0,4

3SOT-23-3

Maxim

1.19-1.4

2,67-3,05

0,79-1.19

0,36-0,56

SOT-23-3

Seiko Instruments

1,5

2,9-3,1

1.1-1,3

0.3-0,5

КТ-46

Россия

1,2-1,4

2,8-3,0

0.85-1,1

0.38-0,46

КТ-46А

Россия

1,2-1,4

2,8-3,0

0,8-1,2

0,38-0.46

SOT-23

Hewlett-Packard

1,2-1,4

2,8-3.06

0,85-1,02

0,37-0,54

МРАК(2)

Hitachi

1,5

2,7-3.1

1,0-1,3

0,35-0,5

SOT-23

Analog Devices

1,19-1,4

2.8-3,05

0,81-1.12

0,37-0,53

Несмотря на все попытки стандартизации, фирмы-изготовители до сих пор упорно изобретают все новые разновидности SMD-корпусов и бессистемно присваивают своим элементам маркировочные коды.

Полбеды, что наносимые символы даже близко не напоминают наименование ЭРЭ, — хуже всего, что имеются случаи “плагиата”, когда одинаковые коды присваивают функционально разным приборам разных фирм.

Таблица 2.

Тип

Наименование ЭРЭ

Зарубежное название

A1

Полевой N-канальный транзистор

Feld-Effect Transistor (FET), N-Channel

A2

Двухзатворный N-канальный полевой транзистор

Tetrode, Dual-Gate

A3

Набор N-канальных полевых транзисторов

Double MOSFET Transistor Array

B1

Полевой Р-канальный транзистор

MOS, GaAs FET, P-Channel

D1

Один диод широкого применения

General Purpose, Switching, PIN-Diode

D2

Два диода широкого применения

Dual Diodes

D3

Три диода широкого применения

Triple Diodes

D4

Четыре диода широкого применения

Bridge, Quad Diodes

E1

Один импульсный диод

Rectifier Diode

E2

Два импульсных диода

Dual

E3

Три импульсных диода

Triple

E4

Четыре импульсных диода

Quad

F1

Один диод Шоттки

AF-, RF-Schottky Diode, Schottky Detector Diode

F2

Два диода Шоттки

Dual

F3

Три диода Шоттки

Tripple

F4

Четыре диода Шоттки

Quad

K1

«Цифровой» транзистор NPN

Digital Transistor NPN

K2

Набор «цифровых» транзисторов NPN

Double Digital NPN Transistor Array

L1

«Цифровой» транзистор PNP

Digital Transistor PNP

L2

Набор «цифровых» транзисторов PNP

Double Digital PNP Transistor Array

L3

Набор «цифровых» транзисторов | PNP, NPN

Double Digital PNP-NPN Transistor Array

N1

Биполярный НЧ транзистор NPN (f < 400 МГц)

AF-Transistor NPN

N2

Биполярный ВЧ транзистор NPN (f > 400 МГц)

RF-Transistor NPN

N3

Высоковольтный транзистор NPN (U > 150 В)

High-Voltage Transistor NPN

N4

«Супербета» транзистор NPN (г“21э > 1000)

Darlington Transistor NPN

N5

Набор транзисторов NPN

Double Transistor Array NPN

N6

Малошумящий транзистор NPN

Low-Noise Transistor NPN

01

Операционный усилитель

Single Operational Amplifier

02

Компаратор

Single Differential Comparator

P1

Биполярный НЧ транзистор PNP (f < 400 МГц)

AF-Transistor PNP

P2

Биполярный ВЧ транзистор PNP (f > 400 МГц)

RF-Transistor PNP

P3

Высоковольтный транзистор PNP (U > 150 В)

High-Voltage Transisnor PNP

P4

«

Супербета» транзистор PNP (п21э > 1000)

Darlington Transistor PNP

P5

Набор транзисторов PNP

Double Transistor Array PNP

P6

Набор транзисторов PNP, NPN

Double Transistor Array PNP-NPN

S1

Один сапрессор

Transient Voltage Suppressor (TVS)

S2

Два сапрессора

Dual

T1

Источник опорного напряжения

«Bandgap», 3-Terminal Voltage Reference

T2

Стабилизатор напряжения

Voltage Regulator

T3

Детектор напряжения

Voltage Detector

U1

Усилитель на полевых транзисторах

GaAs Microwave Monolithic Integrated Circuit (MMIC)

U2

Усилитель биполярный NPN

Si-MMIC NPN, Amplifier

U3

Усилитель биполярный PNP

Si-MMIC PNP, Amplifier

V1

Один варикап (варактор)

Tuning Diode, Varactor

V2

Два варикапа (варактора)

Dual

Z1

Один стабилитрон

Zener Diode

Цель настоящей публикации — обобщить информацию о маркировочных кодах полупроводниковых приборов ведущих зарубежных фирм табл.4-5. Ориентировочные эскизы корпусов, расшифровка условных обозначений типов ЭРЭ и фирм-изготовителей приведены соответственно на рис.2 и в табл.2, 3.

Для компактности в настоящий справочный материал не включены приборы-двойники, имеющие одинаковую маркировку и одинаковое название, но производимые разными изготовителями. Например, транзистор BFR93A выпускается не только фирмой Siemens, но и Philips Semiconductors, и Temic Telefunken.

Тип

Фирма

AD

Analog Devices

HP

Hewlett-Packard

IR

International Rectifier

МО

Motorola

MX

Maxim Integrated Products

NS

National Semiconductor

PC

Philips Components

PJ

Pan Jit

PS

Philips Semiconductors

SE

Seiko Instruments

SG

SGS-Thomson Microelectronics

SI

Siemens AG

SX

Siliconix

Tl

Texas Instruments

TL

Temic Telefunken

ZE

Zetex

Таблица 3.

Приводимые сведения будут подспорьем специалистам, ремонтирующим импортную радиоаппаратуру.

Зная маркировочный код и размеры ЭРЭ, можно определить тип элемента и фирму-изготовитель, а затем по каталогам найти электрические параметры и подобрать возможную замену.

Рис.3.

Среди 18 представленных типов корпусов наиболее часто встречается SOT-23 — Small Outline Transistor, рис.3. Он имеет почтенный возраст и пережил несколько попыток стандартизации.

В табл. 1 приведены нормы конструктивных допусков, которыми руководствуются разные фирмы. Несмотря на рекомендации МЭК, JEDEC, EIAJ, двух абсолютно одинаковых типоразмеров в табл.1 найти невозможно.

Кроме того, многие фирмы используют свои собственные названия корпуса. Следует отметить, что отечественные типы корпусов, такие как КТ-46 — это аналог SOT-23, KT-47 — это аналог SOT-89, КТ-48 — это аналог SOT-143, были гостированы еще в 1988 году.

Выпущенные за это время несколько десятков разновидностей отечественных SMD-элементов маркируют, как правило, только на упаковочной таре, транзисторы КТ3130А9 — еще и разноцветными метками на корпусе. Самые “свежие” типы корпусов — это SOT-23/5 (или, по-другому, SOT-23-5) и SOT-89/5 (SOT-89-5), где цифра “5” указывает на количество выводов.

Назвать такие обозначения удачными — трудно, поскольку их легко можно перепутать с трехвыводными SOT-23 и SOT-89. В продолжение темы заметим, что появились сообщения о сверхминиатюрном 5-выводном корпусе SOT-323-5 (JEDEC specification), в котором фирма Texas Instruments планирует выпускать логические элементы PicoGate Logic серии

ACh2G и ACHT1G.

Рис.2Q.

Из всех корпусов, приведенных на рис.2, “случайным” можно назвать относительно крупногабаритный SOT-223. Обычно на нем помещаются если не все, то большинство цифр и букв названия ЭРЭ, по которым однозначно определяется его тип.

Несмотря на миниатюрность SMD-элементов, их параметры, включая рассеиваемую мощность, мало чем отличаются от корпусных аналогов. Для сведения, в справочных данных на транзисторы в корпусе SOT-23 указывается максимально допустимая мощность 0,25-0,4 Вт, в корпусе SOT-89 — 0,5-0,8 Вт, в корпусе SOT-223 — 1-2 Вт.

Маркировочный код элементов может быть цифровым, буквенным или буквенно-цифровым. Количество символов кода от 1 до 4, при этом полное наименование ЭРЭ содержит 5-14 знаков.

Рис.2R.

Самые длинные названия применяют:

  • американская фирма Motorola,
  • японская Seiko Instruments
  • тайваньская Pan Jit.

Таблица 4. 6-выводные SMD.

Код

Тип

ЭРЭ

Фирма

Рис.

Код

Тип

ЭРЭ

Фирма

Рис.

7E

MUN5215DW1T1

K2

MO

2Q

11

MUN5311DW1T1

L3

MO

2Q

7F

MUN5216DW1T1

K2

MO

2Q

12

MUN5312DW1T1

L3

MO

2Q

7G

MUN5230DW1T1

K2

MO

2Q

12

INA-12063

U2

HP

2Q

7H

MUN5231DW1T1

K2

MO

2Q

13

MUN5313DW1T1

L3

MO

2Q

7J

MUN5232DW1T1

K2

MO

2Q

14

MUN5314DW1T1

L3

MO

2Q

7K

MUN5233DW1T1

K2

MO

2Q

15

MUN5315DW1T1

L3

MO

2Q

7L

MUN5234DW1T1

K2

MO

2Q

16

MUN5316DW1T1

L3

MO

2Q

7M

MUN5235DW1T1

K2

MO

2Q

BC847S

N5

SI

2Q

81

MGA-81563

U1

HP

2Q

1P

BC847PN

P6

SI

2Q

82

INA-82563

U1

HP

2Q

31

MUN5331DW1T1

L3

MO

2Q

86

INA-86563

U1

HP

2Q

32

MUN5332DW1T1

L3

MO

2Q

87

INA-87563

U1

HP

2Q

33

MUN5333DW1T1

L3

MO

2Q

91

IAM-91563

U1

HP

2Q

34

MUN5334DW1T1

L3

MO

2Q

A2

MBT3906DW1T1

P5

MO

2Q

35

MUN5335DW1T1

L3

MO

2Q

A3

MBT3906DW9T1

P5

MO

2Q

36

ATF-36163

A1

HP

2Q

A4

BAV70S

E4

SI

2Q

3C

BC857S

P5

SI

2Q

E6

MDC5001T1

U3

MO

2Q

3X

MUN5330DW1T1

L3

MO

2Q

H5

MBD770DWT1

F2

MO

2Q

46

MBT3946DW1T1

P6

MO

2Q

II

AT-32063

N2

HP

2Q

51

INA-51063

U2

HP

2Q

M1

CMY200

U1

SI

2R

52

INA-52063

U2

HP

2Q

M4

MBD110DWT1

F2

MO

Q

54

INA-54063

U2

HP

2Q

M6

MBF4416DW1T1

A3

MO

2Q

6A

MUN5111DW1T1

L2

MO

2Q

MA

MBT3904DW1T1

N5

MO

2Q

6B

MUN5112DW1T1

L2

MO

2Q

MB

MBT3904DW9T1

N5

MO

2Q

6C

MUN5113DW1T1

L2

MO

2Q

MC

BFS17S

N5

SI

2Q

6D

MBF5457DW1T1

A3

MO

2Q

RE

BFS480

N5

SI

2Q

6D

MUN5114DW1T1

L2

MO

2Q

RF

BFS481

N5

SI

2Q

6E

MUN5115DW1T1

L2

MO

2Q

RG

BFS482

N5

SI

2Q

6F

MUN5116DW1T1

L2

MO

2Q

RH

BFS483

N5

SI

2Q

6G

MUN5130DW1T1

L2

MO

2Q

T4

MBD330DWT1

F2

MO

2Q

6H

MUN5131DW1T1

L2

MO

2Q

W1

BCR10PN

L3

SI

2Q

6J

MUN5132DW1T1

L2

MO

2Q

WC

BCR133S

K2

SI

2Q

6K

MUN5133DW1T1

L2

MO

2Q

WF

BCR08PN

L3

SI

2Q

6L

MUN5134DW1T1

L2

MO

2Q

WK

BCR119S

K2

SI

2Q

6M

MUN5135DW1T1

L2

MO

2Q

WM

BCR183S

K2

SI

2Q

7A

MUN5211DW1T1

K2

MO

2Q

WP

BCR22PN

L3

SI

2Q

7B

MUN5212DW1T1

K2

MO

2Q

Y2

CLY2

A1

SI

2R

7C

MUN5213DW1T1

K2

MO

2Q

6s

CGY60

U1

SI

2R

7D

MUN5214DW1T1

K2

MO

2Q

Y7s

CGY62

U1

SI

2R

Информация о маркировочных кодах, содержащаяся в литературе, требует критического подхода и осмысления. К сожалению, красиво оформленный каталог с безукоризненной полиграфией не гарантируют от опечаток, ошибок, разночтений и противоречий, поэтому исходите из этих данных, что приведены.

С. Рюмик

Copyright © Russian HamRadio

Каталог продукции — Полупроводниковые приборы, микросхемы, радиолампы — Транзисторы — Транзисторы полевые

Ток стока, А (Id)

 0,0018  0,0025  0,0055  0,0065  0,0066  0,01  0,012  0,02  0,025  0,03  0,043  0,05  0,075  0,1  0,12  0,17  0,18  0,19  0,2  0,21  0,22  0,23  0,25  0,35  0,37  0,4  0,43  0,46  0,5  0,66  0,68  0,7  0,76  0,78  0,79  0,96  1  1,1  1,17  1,2  1,4  1,5  1,6  1,8  1,9  2  2,2  2,3  2,4  2,5  2,6  2,7  3  3,1  3,2  3,4  3,5  3,6  3,7  3,8  4  4,1  4,2  4,3  4,4  4,5  4,6  4,7  4,8  4,9  5  5,2  5,3  5,4  5,5  5,6  5,8  6  6,2  6,3  6,5  6,6  6,8  7  7,2  7,3  7,5  7,7  7,8  8  8,5  8,6  8,7  8,8  9  9,2  9,3  9,4  9,5  9,7  9,9  10  10,4  10,5  10,6  10,7  11  11,5  12  13  13,5  14  15  16  17  17,2  18  19,6  20  20,7  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  35  36  37  37,9  38  40  42  43  43,5  44  45  47  49  50  51  53  55  56  57  58  59  60  62  63  64  65  69  70  73  74  75  76  78  80  81  82  84  85  86  89  93  97  98  100  104  108,5  110  120  130  140  150  160  161  169  170  171  180  190  195  202  210  240  260  300

Полевые транзисторы (FET) — что это такое и для чего они нужны? — ES Components

Полевой транзистор, иногда называемый униполярным транзистором , использует для проводимости электроны (в n-канальном FET ) или дырки (в p-канальном FET ). Четыре вывода полевого транзистора имеют названия исток , затвор , сток и корпус ( подложка ). На большинстве полевых транзисторов корпус подключен к источнику внутри корпуса, и это предполагается в следующем описании.

В полевом транзисторе ток сток-исток протекает через проводящий канал, который соединяет область истока с областью стока . Электропроводность изменяется электрическим полем, которое создается при приложении напряжения между выводами затвора и истока; следовательно, ток, протекающий между стоком и истоком, регулируется напряжением, приложенным между затвором и истоком. По мере увеличения напряжения затвор-исток ( В, GS) ток сток-исток ( I DS) экспоненциально увеличивается для VGS ниже порогового значения, а затем примерно с квадратичной скоростью ( I DS ∝ ( V GS — V T) 2) (где V T — пороговое напряжение, при котором начинается ток стока).в области «ограниченного пространственным зарядом» выше порога. В современных устройствах, например, на технологическом узле 65 нм, квадратичного поведения не наблюдается.

Для низкого уровня шума при узкой полосе пропускания более высокое входное сопротивление полевого транзистора является преимуществом.

полевые транзисторы

делятся на два семейства: полевые транзисторы с переходом (JFET) и полевые транзисторы с изолированным затвором (IGFET). IGFET более известен как полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET), что отражает его первоначальную конструкцию из слоев металла (затвор), оксида (изоляция) и полупроводника.В отличие от IGFET, затвор JFET образует p – n-диод с каналом, который находится между истоком и стоком. Функционально это делает n-канальный полевой транзистор JFET твердотельным эквивалентом триода для электронных ламп, который аналогично образует диод между своей сеткой и катодом. Кроме того, оба устройства работают в режиме истощения , они оба имеют высокий входной импеданс и оба проводят ток под контролем входного напряжения.

Полевые транзисторы «металл – полупроводник» (MESFET) — это полевые транзисторы JFET, в которых обратносмещенный p – n-переход заменен переходом металл – полупроводник.Они, а также HEMT (транзисторы с высокой подвижностью электронов или HFET), в которых для переноса заряда используется двумерный электронный газ с очень высокой подвижностью носителей, особенно подходят для использования на очень высоких частотах (микроволновые частоты; несколько ГГц).

полевые транзисторы

далее делятся на типы обедненного режима и расширенного режима , в зависимости от того, включен или выключен канал с нулевым напряжением затвор-исток. Для режима улучшения канал отключен при нулевом смещении, и потенциал затвора может «улучшить» проводимость.Для режима обеднения канал включен при нулевом смещении, и потенциал затвора (противоположной полярности) может «истощить» канал, уменьшая проводимость. Для любого режима более положительное напряжение затвора соответствует большему току для n-канальных устройств и более низкому току для p-канальных устройств. Почти все полевые транзисторы JFET работают в режиме истощения, потому что диодные переходы будут направлять смещение и проводить, если бы они были устройствами в режиме улучшения; большинство IGFET являются типами расширенного режима.

Источник: Википедия

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Полупроводниковый прибор | электроника | Britannica

Полупроводниковые материалы

Твердотельные материалы обычно делятся на три класса: изоляторы, полупроводники и проводники.(При низких температурах некоторые проводники, полупроводники и изоляторы могут стать сверхпроводниками.) На рисунке 1 показаны удельные проводимости σ (и соответствующие удельные сопротивления ρ = 1 / σ), которые связаны с некоторыми важными материалами каждого из трех классов. Изоляторы, такие как плавленый кварц и стекло, имеют очень низкую проводимость, порядка от 10 −18 до 10 −10 сименс на сантиметр; а проводники, такие как алюминий, обладают высокой проводимостью, обычно от 10 4 до 10 6 сименс на сантиметр.Электропроводность полупроводников находится между этими крайними значениями.

Проводимость полупроводника обычно чувствительна к температуре, освещению, магнитным полям и незначительным количествам примесных атомов. Например, добавление менее 0,01 процента примеси определенного типа может увеличить электрическую проводимость полупроводника на четыре или более порядков (, то есть в 10000 раз). Диапазоны проводимости полупроводников за счет примесных атомов для пяти распространенных полупроводников приведены на рисунке 1.

Изучение полупроводниковых материалов началось в начале 19 века. За прошедшие годы было исследовано множество полупроводников. В таблице показана часть периодической таблицы, относящаяся к полупроводникам. Элементарные полупроводники состоят из отдельных видов атомов, таких как кремний (Si), германий (Ge) и серое олово (Sn) в столбце IV и селен (Se) и теллур (Te) в столбце VI. Однако существует множество сложных полупроводников, состоящих из двух или более элементов.Например, арсенид галлия (GaAs) представляет собой бинарное соединение III-V, которое представляет собой комбинацию галлия (Ga) из колонки III и мышьяка (As) из колонки V.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас
Часть периодической таблицы элементов, относящихся к полупроводникам
период столбец
II III IV V VI
2 бор
B
углерод
C
азот
N
3 магний
мг
алюминий
Al
кремний
Si
фосфор
P
сера
S
4 цинк
Zn
галлий
Ga
германий
Ge
мышьяк
As
селен
Se
5 кадмий
Cd
индий
В
олово
Sn
сурьма
Sb
теллур
Te
6 ртуть
Hg
свинец
Pb

Тройные соединения могут быть образованы элементами из трех разных колонок, как, например, теллурид индия ртути (HgIn 2 Te 4 ), соединение II-III-VI.Они также могут быть образованы элементами из двух столбцов, такими как арсенид алюминия-галлия (Al x Ga 1 — x As), который представляет собой тройное соединение III-V, где как Al, так и Ga происходят из столбец III и нижний индекс x относятся к составу двух элементов от 100 процентов Al ( x = 1) до 100 процентов Ga ( x = 0). Чистый кремний является наиболее важным материалом для применения в интегральных схемах, а бинарные и тройные соединения III-V являются наиболее важными для излучения света.

До изобретения биполярного транзистора в 1947 году полупроводники использовались только как двухполюсные устройства, такие как выпрямители и фотодиоды. В начале 1950-х годов германий был основным полупроводниковым материалом. Однако он оказался непригодным для многих применений, поскольку устройства, изготовленные из этого материала, демонстрируют высокие токи утечки только при умеренно повышенных температурах. С начала 1960-х годов кремний стал практическим заменителем, фактически вытеснив германий в качестве материала для производства полупроводников.Для этого есть две основные причины: (1) кремниевые устройства демонстрируют гораздо более низкие токи утечки и (2) высококачественный диоксид кремния (SiO 2 ), который является изолятором, легко производить. Кремниевая технология в настоящее время является самой передовой среди всех полупроводниковых технологий, а устройства на основе кремния составляют более 95 процентов всего полупроводникового оборудования, продаваемого во всем мире.

Многие сложные полупроводники обладают электрическими и оптическими свойствами, отсутствующими у кремния.Эти полупроводники, особенно арсенид галлия, используются в основном для высокоскоростных и оптоэлектронных приложений.

Свойства электроники

Полупроводниковые материалы, рассматриваемые здесь, представляют собой монокристаллы — , т.е. атомов расположены в трехмерном периодическом порядке. На рис. 2А показано упрощенное двумерное представление кристалла собственного кремния, который очень чистый и содержит пренебрежимо малое количество примесей. Каждый атом кремния в кристалле окружен четырьмя ближайшими соседями.Каждый атом имеет четыре электрона на внешней орбите и делит эти электроны со своими четырьмя соседями. Каждая общая электронная пара представляет собой ковалентную связь. Сила притяжения электронов обоими ядрами удерживает два атома вместе.

При низких температурах электроны связаны в своих соответствующих положениях в кристалле; следовательно, они недоступны для электропроводности. При более высоких температурах тепловая вибрация может разрушить некоторые ковалентные связи. Разрыв связи дает свободный электрон, который может участвовать в проводимости тока.Как только электрон удаляется от ковалентной связи, в этой связи возникает недостаток электронов. Этот недостаток может быть восполнен одним из соседних электронов, что приводит к смещению местоположения недостатка с одного сайта на другой. Таким образом, этот недостаток можно рассматривать как частицу, подобную электрону. Эта фиктивная частица, названная дыркой, несет положительный заряд и движется под действием приложенного электрического поля в направлении, противоположном направлению движения электрона.

Для изолированного атома электроны атома могут иметь только дискретные уровни энергии.Когда большое количество атомов объединяется, чтобы сформировать кристалл, взаимодействие между атомами заставляет дискретные уровни энергии расширяться в энергетические зоны. Когда отсутствует тепловая вибрация (, т. Е. при низкой температуре), электроны в полупроводнике полностью заполняют ряд энергетических зон, оставляя остальные энергетические зоны пустыми. Полоса с самым высоким заполнением называется валентной полосой. Следующая более высокая зона — это зона проводимости, которая отделена от валентной зоны запрещенной зоной.Эта запрещенная зона, также называемая запрещенной зоной, представляет собой область, обозначающую энергии, которыми электроны в полупроводнике не могут обладать. Большинство важных полупроводников имеют ширину запрещенной зоны от 0,25 до 2,5 эВ. Ширина запрещенной зоны кремния, например, составляет 1,12 эВ, а ширина запрещенной зоны арсенида галлия — 1,42 эВ.

Как обсуждалось выше, при конечных температурах тепловые колебания разрывают некоторые связи. Когда связь разрывается, свободный электрон вместе со свободной дыркой дает , то есть : электрон обладает достаточной тепловой энергией, чтобы пересечь запрещенную зону в зону проводимости, оставляя дырку в валентной зоне.Когда к полупроводнику прикладывают электрическое поле, как электроны в зоне проводимости, так и дырки в валентной зоне получают кинетическую энергию и проводят электричество. Электропроводность материала зависит от количества носителей заряда (, т.е. свободных электронов и свободных дырок) в единице объема и от скорости, с которой эти носители перемещаются под действием электрического поля. В собственном полупроводнике существует равное количество свободных электронов и свободных дырок.Однако электроны и дырки обладают разной подвижностью, то есть они движутся с разными скоростями в электрическом поле. Например, для собственного кремния при комнатной температуре подвижность электронов составляет 1500 квадратных сантиметров на вольт-секунду (см 2 / В · с) — , т.е. электрон будет двигаться со скоростью 1500 сантиметров в секунду под действием электрического поле в один вольт на сантиметр — при подвижности дырок 500 см 2 / В · с. Подвижности данного полупроводника обычно уменьшаются с повышением температуры или с увеличением концентрации примесей.

Электрическая проводимость в собственных полупроводниках довольно низкая при комнатной температуре. Чтобы добиться более высокой проводимости, можно намеренно ввести примеси (обычно до концентрации одной части на миллион атомов хозяина). Это так называемый процесс допинга. Например, когда атом кремния заменяется атомом с пятью внешними электронами, такими как мышьяк (рис. 2C), четыре электрона образуют ковалентные связи с четырьмя соседними атомами кремния. Пятый электрон становится электроном проводимости, который «дарится» зоне проводимости.Кремний становится полупроводником типа n из-за добавления электрона. Атом мышьяка является донором. Точно так же на рисунке 2C показано, что, когда атом с тремя внешними электронами, такими как бор, заменяется атомом кремния, дополнительный электрон «принимается» для образования четырех ковалентных связей вокруг атома бора, и в атоме бора создается положительно заряженная дырка. валентная полоса. Это полупроводник типа p , в котором бор является акцептором.

Дискретные полупроводниковые приборы | Транзисторы — полевые транзисторы, полевые МОП-транзисторы — массивы

9019 Diodes Incorporated2 DMN32D2LDF-7DITR-ND

DMN32D2LDF-7DICT-ND

DMN32D2LDF-7DIDKR-ND

9033 620 мОм при 600 мА, 4.5 В — 6 Diodes2 NUDMC2

2

2 1

7308

2

-7DIDKR-ND

4 SOT-963 1 308198

ND

BSD840NH6327XTSA1DKR-ND

9014 Infineon Technologies

000 9000Diodes Incorporated 4 9142 ND

DMG1026UV-7DICT-ND

DMG1026UV-7DIDKR-ND


ductor Storage

Toshiba и Toshiba

9034 6-WDFN Exposed Pad Уровень GEO

SIA931DJ-T1-GE3CT-ND

SIA931DJ-T1-GE3DKR-ND

SC ®

GAN TRANS SYMMETRICAL HALF BRIDG

$ 7.17000

1,686 — Немедленно

EPC EPC

1

917-1184-2-ND

917-1184-1-ND

917-1184-614-ND

eGaN®

Лента и катушка (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active 2 N-канала (полумост) GaNFET (нитрид галлия) 100 В 23A 6,3 МОм при 20 А, 5 В 2.5 В при 5,5 мА 7 нКл при 5 В 800 пФ при 50 В -40 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж Матрица Матрица
9 2000N MOSFET 9 CH 60V 0.3A 6TSSOP

$ 0.35000

2742 — Немедленно

Nexperia USA Inc. Nexperia USA Inc.

1

1727-4786-2 1727 900 -1-ND

1727-4786-6-ND

Automotive, AEC-Q101, TrenchMOS ™

Tape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active 2 N-канала (двойные) Логический вентиль уровня 60 В 300 мА 1.6 Ом при 500 мА, 10 В 2,1 В при 250 мкА 0,6 нКл при 4,5 В 50 пФ при 10 В 295 мВт 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж 6-TSSOP, SC-88, SOT- 363 6-TSSOP

MOSFET 2N-CH 30V 0,4A SOT353

$ 0,41000

240,865 — Немедленно

240,865 — Немедленно

Лента и катушка (TR)

9000 Active Reel (TR)

9000 Катушка

Cut

2 N-канальный (двойной) общий источник Строб логического уровня 30 В 400 мА 1.2 Ом при 100 мА, 4 В 1,2 В при 250 мкА 39 пФ при 3 В 280 мВт -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж 5-TSSOP, SC-70-5 , SOT-353 SOT-353

N / P-CHANNEL MOSFETSOT23-6L

$ 0,43000

30,000 — Непосредственно

Micro Commercial Co 1

SIL2308-TPMSTR-ND

SIL2308-TPMSCT-ND

SIL2308-TPMSDKR-ND

Лента и катушка (TR)

Cut Tape

Cut Tape

Активный N и P-канал Стандартный 20 В 5A, 4A 38 мОм при 4.5A, 4.5V, 90mOhm @ 500mA, 4.5V 1V @ 250µA 11nC @ 4.5V, 12nC @ 2.5V 800pF, 405pF @ 8V, 10V -55 ° C ~ 150 ° C ( TJ) Поверхностный монтаж SOT-23-6 SOT-23-6L

MOSFET N / P-CH 20V 600 / 500MA 6DFN

000 $ 0.39000

9 — Немедленно2

Nexperia USA Inc. Nexperia USA Inc.

1

1727-1469-2-ND

1727-1469-1-ND

1727-1469-6-ND

TrenchFET ®

Tape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Дополнительные N- и P-каналы Логический вентиль уровня 20V 600mA, 500mA 950 мВ при 250 мкА 0,7 нКл при 4,5 В 21,3 пФ при 10 В 265 мВт -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж 6-XFDFN10 Exposed Pad

$ 0,45000

54,688 — Непосредственно

Diodes Incorporated Diodes Incorporated 9 -000-2 1

Лента и катушка (TR)

Лента (CT)

Digi-Reel®

Активный N и P-Channel Логический уровень 20 В 450 мА, 310 мА 990 мОм при 100 мА, 4.5 В 1 В при 250 мкА 0,5 нКл при 4,5 В 27,6 пФ при 15 В 350 мВт -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж SOT-963

МОП-транзистор 2N-CH 20V 0.88A SOT363

$ 0,52000

513 — Немедленно

Infineon Technologies Infineon Technologies BSD OptiMOS ™

Лента и катушка (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Log 2 N- Затвор 20 В 880 мА 400 мОм при 880 мА, 2.5 В 750 мВ при 1,6 мкА 0,26 нКл при 2,5 В 78 пФ при 10 В 500 мВт -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж 6-VSSOP, SC-88, SOT -363 PG-SOT363-6

MOSFET 2N-CH 20V 0.95A SOT363

$ 0.42000

342 — Немедленное

BSD235NH6327XTSA1TR-ND

BSD235NH6327XTSA1CT-ND

BSD235NH6327XTSA1DKR-ND

OptiMOS ™ OptiMOS ™ Digi 9000 9000

TRape N-канал (двойной)

Логический вентиль уровня 20 В 950 мА 350 мОм при 950 мА, 4.5 В 1,2 В при 1,6 мкА 0,32 нКл при 4,5 В 63 пФ при 10 В 500 мВт -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж 6-VSSOP, SC-88, SOT-363 PG-SOT363-6

N-КАНАЛ, МОП-транзисторы, DFN2020-6L PAC

$ 0,43000

8, Коммерческое использование Co

1

MCM3400A-TPMSTR-ND

MCM3400A-TPMSCT-ND

MCM3400A-TPMSDKR-ND

Лента и катушка

CT19 (TR)

(TR) -Reel®

Active 2 N-Channel Standard 30V 5A 32mOhm @ 5.8A, 10 В 1,5 В при 250 мкА 1155pF при 15 В 1,4 Вт -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж 6-VDFN Открытая площадка DFN20

MOSFET 2N-CH 60V 0.41A SOT-563

$ 0.44000

179,677 — Непосредственно

Diodes Incorporated

Лента и катушка (TR)

Лента (CT)

Digi-Reel®

9014-1
2 Digi-Reel®

9014-1 9032 Канал (двойной)
Строб логического уровня 60 В 410 мА 1.8 Ом при 500 мА, 10 В 1,8 В при 250 мкА 0,45 нКл при 10 В 32 пФ при 25 В 580 мВт -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж SOT-563, SOT-563, SOT-563, SOT-563, SOT-563, SOT-563, SOT-563, SOT-563, SOT-563, SOT-563, SOT 666 SOT-563

MOSFET 2N-CH 30V 4A UDFN6

$ 0,48000

48,410mic1

48,410mic2 — Немедленно

SSM6N58NULFTR-ND

SSM6N58NULFCT-ND

SSM6N58NULFDKR-ND

Лента и катушка (TR)

Reel 901 901

Dig192 9014 Cut Nape (CT)

Cut Nape (CT) 2

-Канальный (двойной)
логический уровень, 1.Привод 8 В 30 В 4A 84 МОм при 2 А, 4,5 В 1 В при 1 мА 1,8 нК при 4,5 В 129pF при 15 В 1 Вт Поверхность 150 ° C (TJ3) 6-UDFN (2×2)

$ 0,46000

46633 — Немедленно

840,000 — Заводская

840,000 — Заводская

Диоды включены

DMC31D5UDJ-7DITR-ND

DMC31D5UDJ-7DICT-ND

DMC31D5UDJ-7DIDKR-ND

Лента и катушка

CTR

Cut 19 (TR)

Cut Tape & Reel (TR)

Cut Tape Активный

N и P-канал Логический вентиль уровня 30 В 220 мА, 200 мА 1.5 Ом при 100 мА, 4,5 В 1 В при 250 мкА 0,38 нКл при 4,5 В 22,6 пФ при 15 В 350 мВт -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж SOT-963 SOT-963

MOSFET N / P-CH 20V 2.5A TSST8

$ 0,52 TT8M1TR-ND

TT8M1CT-ND

TT8M1DKR-ND

Лента и катушка (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Не для новых

P-канал

Строб логического уровня, 1.Привод 5 В 20 В 2,5 А 72 мОм при 2,5 А, 4,5 В 1 В при 1 мА 3,6 нК при 4,5 В 260 пФ при 10 В 1 Вт Поверхность 150 ° C (TJ8) 8-SMD, плоский вывод 8-TSST

МОП-транзистор 2N-CH 30 В .1A EMT6

$ 0,57000

27,956141 Полупроводниковый 90h301 90h 30019 Прямой

Roductor 90h

1

EM6K1T2RTR-ND

EM6K1T2RCT-ND

EM6K1T2RDKR-ND

Лента и катушка для накатки на катушку

(TR14)

Cut-Tape & Digi (TR14)

Cut-Tape Для новых разработок

2 N-канала (двойные) Логический вентиль уровня 30 В 100 мА 8 Ом при 10 мА, 4 В 1.5 В при 100 мкА 13 пФ при 5 В 150 мВт 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж SOT-563, SOT-666 EMT6
9141 MOSN 0,37A SC-70-6

$ 0,43000

2455 — Немедленно

Vishay Siliconix Vishay Siliconix

1

SI1926DL-T1-E19002 SI1926DL-T1-E19 -ND

SI1926DL-T1-E3DKR-ND

TrenchFET®

Лента и катушка (TR)

Обрезанная лента (CT)

Digi-Reel®

Активный 2 N-канала (двухканальный ) Логический уровень 60 В 370 мА 1.4 Ом при 340 мА, 10 В 2,5 В при 250 мкА 1,4 нК при 10 В 18,5 пФ при 30 В 510 мВт -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж 6-TSSOP, SC -88, SOT-363 SC-70-6

MOSFET 2N-CH 20V 5.4A TSSOP-8

$ 0.44000

12768 — Встроенный 1

Diodes Корпорация

1

DMN2019UTS-13DITR-ND

DMN2019UTS-13DICT-ND

DMN2019UTS-13DIDKR-ND

CTape Digi-Reel®

Активный 2 N-канальных (двойных) общего стока Логический вентиль уровня 20 В 5.4A 18,5 мОм при 7 A, 10 В 950 мВ при 250 мкА 8,8 нКл при 4,5 В 143 пФ при 10 В 780 мВт -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) 50 Поверхностный монтаж 50 TSSOP (0,173 дюйма, ширина 4,40 мм) 8-TSSOP

MOSFET 2N-CH 20V 0,54A SOT-26

$ 0,46000

44014 9014

44014 9014 — Немедленно Diodes Incorporated

1

DMN2004DMKDITR-ND

DMN2004DMKDICT-ND

DMN2004DMKDIDKR-ND

Лента с лентой и лентой

CT-192

0 (Digi-19)

Активный 2 канала N (двойной) Логический вентиль уровня 20 В 540 мА 550 мОм при 540 мА, 4.5 В 1 В при 250 мкА 150 пФ при 16 В 225 мВт -65 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж SOT-23-6 SOT-26

МОП-транзистор 2P-CH 20V 2A SOT-26

$ 0,46000

25,194 — Немедленно

Diodes Incorporated Diodes Incorporated 9MPT-Diodes Incorporated 02 930

D

DMP2240UDMDIDKR-ND

Лента и катушка (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active 2 P-Channel (Dual) 0 Logic Level Gate 20В 150мОм при 2А, 4.5 В 1 В при 250 мкА 320pF при 16 В 600 мВт -65 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж SOT-23-6 SOT-26

МОП-транзистор 2N-CH 20V 8A SOP8L

$ 0,51000

96,577 — Немедленно

Diodes Incorporated Diodes Incorporated

1 900-26 ND

DMG9926USD-13DIDKR-ND

Лента и катушка (TR)

Обрезанная лента (CT)

Digi-Reel®

Active 2 N-Channel (Dual) 20V 8A 24мОм @ 8.2A, 4,5 В 900 мВ при 250 мкА 8,8 нКл при 4,5 В 867pF при 15 В 1,3 Вт -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж 8-SOIC (0,154 дюйма) , Ширина 3,90 мм) 8-SO

MOSFET 2P-CH 20V 3,8A 6UDFN

$ 0,51000

95,264 — Непосредственно

Diodes

DMP2160UFDB-7DITR-ND

DMP2160UFDB-7DICT-ND

DMP2160UFDB-7DIDKR-ND

Лента и катушка

CTi

Катушка с лентой и катушкой

(TR)

Активный 2 P-канала (сдвоенный) Строб логического уровня 20 В 3.8A 70 мОм при 2,8 А, 4,5 В 900 мВ при 250 мкА 6,5 нК при 4,5 В 536 пФ при 10 В 1,4 Вт -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) 50 Поверхностный монтаж 6-UDFN Exposed Pad U-DFN2020-6 (Type B)

MOSFET 2N-CH 20V 0.485A SC89-6

$ 0.51000

14,51956 — Немедленно1

Vishay Siliconix

1

SI1024X-T1-GE3TR-ND

SI1024X-T1-GE3CT-ND

SI1024X-T1-GE3DKR-ND

18 и лента TRape )

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active 2 N-Channel (Dual) Logic Level Gate 20V 485mA 700mOhm @ 600mA, 4.5 В 900 мВ при 250 мкА 0,75 нКл при 4,5 В 250 мВт -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж SOT-563, SOT-666 SC-89 (SOT-563F)

MOSFET 2P-CH 60V 0,19A SC-89

$ 0,53000

35,261 — Немедленно

Vishay Silicon14 Vishay Silicon14

SI1025X-T1-GE3TR-ND

SI1025X-T1-GE3CT-ND

SI1025X-T1-GE3DKR-ND

TrenchFET®

Лента и катушка CT2 (TR)

Отрезанная лента 9000 (TR)

Обрезанная лента 9000 (TR) -Reel®

Активный 2 P-канала (двойные) Логический вентиль уровня 60 В 190 мА 4 Ом при 500 мА, 10 В 3 В при 250 мкА 1.7 нК при 15 В 23 пФ при 25 В 250 мВт -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж SOT-563, SOT-666 SC-89 (SOT-563F)

MOSFET 2P-CH 30V 4.5A SC70-6L

$ 0,55000

17,808 — Немедленно

Vishay Siliconix Vishay Siliconix

1

TrenchFET®

Лента и катушка (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel 9014 9014 9014

2 P-канала (сдвоенные) Строб логического уровня 30 В 4.5A 65 МОм при 3 А, 10 В 2,2 В при 250 мкА 13 нКл при 10 В 445 пФ при 15 В 7,8 Вт -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) 50 Мощность для поверхностного монтажа -70-6 Dual PowerPAK® SC-70-6 Dual

MOSFET N / P-CH 30V / 20V 1.5A TSMT6

$ 0,56000

5,97414 — Немедленно

Rohm Полупроводник
Rohm Semiconductor

1

QS6M3TR-ND

QS6M3CT-ND

QS6M3DKR-ND

9000 CTape Reel®

Не для новых разработок N и P-канал Логический вентиль уровня 30 В, 20 В 1.5A 230 мОм при 1,5 А, 4,5 В 1,5 В при 1 мА 1,6 нК при 4,5 В 80 пФ при 10 В 1,25 Вт 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж SOT-23- 6 Тонкий, TSOT-23-6 TSMT6 (SC-95)

MOSFET 2P-CH 20V 4A 1206-8

$ 0,58000

2,78514 — Немедленно

ha
Vishay Siliconix

1

SI5935CDC-T1-GE3TR-ND

SI5935CDC-T1-GE3CT-ND

SI5935CDC-T1-GE3DKR-ND

TRape

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active 2 P-Channel (Dual) Standard 20V 4A 100 мОм @ 3.1 А, 4,5 В 1 В при 250 мкА 11 нК при 5 В 455 пФ при 10 В 3,1 Вт -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж 8-SMD, плоский вывод 1206-8 ChipFET ™

Полевые транзисторы с переходом Ван-дер-Ваальса с n- и p-канальными дихалькогенидами переходных металлов

На рисунке 1a показано оптическое микроскопическое (OM) изображение нашего p-MoTe 2 / n- MoS 2 -канальный JFET-транзистор, изготовленный на SiO 2 / p-Si пластине толщиной 285 нм.Pt и Au используются в качестве омических электродов истока / стока соответственно для канала MoTe 2 и MoS 2 . Как показано на схематическом трехмерном изображении устройства на рис. 1c, шестиугольный канал 2H-MoS 2 перекрывает 2H-MoTe 2 , когда два канала пересекают друг друга. Два полупроводниковых TMD одновременно и четко идентифицируются с помощью микро спектроскопии комбинационного рассеяния, как показано на рис. 1b, для которого исследуется центральное пятно перекрывающейся области (см. Красное пятно на рис. 1a). Поскольку материалы p- и n-каналов пересекаются, возможно, сформированы четыре разных PN-диода с использованием Pt- и Au-электрода, и такое поведение диода было подтверждено (см. Вспомогательную информацию на рисунке S1).Кроме того, из той же структуры было подтверждено поведение MISFET p- и n-типа наряду с большим гистерезисом в характеристиках кривой передачи (рисунок S2a).

Рис. 1

Характеристики материалов и схематические изображения устройства. a Оптическое микроскопическое (OM) изображение нашего JFET-устройства, изготовленного на SiO 2 / p-Si пластине толщиной 285 нм. Красные и синие пунктирные линии очерчивают участки чешуек MoS 2 и MoTe 2 соответственно. Масштабная линейка = 5 мкм. b Спектры комбинационного рассеяния, полученные из красной точки перекрывающейся области. c Трехмерный схематический вид нашего соединительного устройства MoS 2 и MoTe 2 . В принципе, можно сформировать четыре пары PN-диодов с гетеропереходом (вспомогательная информация, рис. S1) d Трехмерные виды в разрезе канала p-MoTe2 (затвор n-MoS2) и канала n-MoS2 (затвор p-MoTe2) Полевые транзисторы

Следуя OM для структуры JFET (рис. 1a и 2a вставка), атомно-силовая микроскопия (AFM; рис. 2a, b) и сканирующая зондовая микроскопия Кельвина (SKPM, рис. 2c) были проведены для зондирования прямоугольной области того же устройства. , который содержит четыре соответствующие поверхности, как показано на рис.2a: подложка SiO 2 , MoTe 2 , MoS 2 и наложение MoS 2 на MoTe 2 . По результатам АСМ (контраст изображения) толщина канала MoTe 2 и MoS 2 составляет ~ 16 и 6 нм соответственно. Согласно результатам SKPM, работа выхода отдельных MoTe 2 и MoS 2 совершенно одинакова и составляет 4,54 эВ, в то время как у оверлея MoS 2 на MoTe 2 она немного выше и составляет 4.56 эВ. Немного более высокое значение, вероятно, связано с тем, что MoS 2 на MoTe 2 освобожден от воздействия зарядов ловушки на поверхности SiO 2 47,48 , а также из-за некоторого переноса электронного заряда между двумя TMD. Основываясь на данных SKPM, мы могли ожидать и построить диаграммы полос MoTe 2 / MoS 2 PN перехода, MoS 2 n-канала и MoTe 2 p-канала, как показано на рис. 2d – f , соответственно. PN-переход должен содержать ~ 0.Зазор по ВДВ 3 нм между MoTe 2 и MoS 2 . Без смещения затвора канал почти не имеет энергетического барьера, но имеет встроенную потенциальную энергию ( q Φ i = 0,02 эВ для n-канала). Когда обратное смещение прикладывается к затвору p-типа n-канала, канал MoS 2 должен иметь энергетический барьер в p-стробируемой (перекрытой) области (рис. 2e), где энергия Ферми оказывается в области середина запрещенной зоны, указывающая на истощение носителей заряда (для выключенного состояния). Точно так же канал MoTe 2 имеет энергетический барьер в области n-затвора (рис.2е) при обратном смещении на p-канале. Без напряжения смещения стока полосовая диаграмма с барьером должна быть симметричной; однако под смещением стока он должен стать асимметричным.

Рис. 2

Диаграмма диапазонов прибора по АСМ и СКПМ. АСМ-изображения a 2D и b 3D структуры JFET. Масштабная линейка = 1 мкм. c Изображение SKPM JFET. Белый пунктир на вставке a указывает область сканирования для AFM и SKPM ( a c ).Диаграммы энергетических зон d MoTe 2 / MoS 2 , e MoS 2 n-канал и f MoTe 2 p-канал, соответственно. V Gn и V Gp означает смещение затвора, соответственно, приложенное к n- и p-каналам

Как и ожидалось из диаграммы полосы направленности в плоскости (рис. 2e, f), n- Канальный JFET был экспериментально продемонстрирован на рис. 3a – f. На рис. 3а показано ОМ-изображение другого полевого транзистора, которое отличается от изображения на рис.1а, но имеет сопоставимый размер толщины канала: ~ 12 и 7 нм соответственно для каналов MoS 2 и MoTe 2 . Выходные характеристики (ток стока – напряжение стока; I D В DS ) устройства на рис. эффект от насыщения до раннего (iii). Эти три стадии хорошо объяснены схематическими поперечными сечениями полевого транзистора под, соответственно, разными V DS на рис.3c, в то время как каждый материальный компонент устройства обозначен цветом на схематическом трехмерном изображении на фиг. 3b. Поперечное сечение (i) на рис. 3с показывает проводящий канал под малым V DS для линейного режима I D . Когда V DS увеличивается в сторону более положительного напряжения, сторона стока испытывает обратное смещение относительно p-затвора, и происходит асимметричное истощение канала (заштрихованная область), в то время как сторона истока сохраняет прямое смещение и открытие канала.По мере дальнейшего увеличения V DS n-канал достигает состояния отсечки (ii) и модуляции четной длины канала ( L ) (iii). Такая модуляция длины канала вызывает более короткую длину ( L ′) и повышенный ток (отклонение от насыщения; ранний эффект). Эта модуляция канала была довольно общей в наших устройствах JFET, как это было видно с другого JFET (вспомогательная информация, рисунок S3a). На рисунке 3e показаны передаточные характеристики (ток стока и напряжение затвора; I D V GS ), где хорошее соотношение ВКЛ / ВЫКЛ I D 5 × 10 4 и SS ~ 100 мВ / дек.Ток утечки затвора ( I G ), по-видимому, увеличивается с приложенным напряжением затвора ( В GS ) на рис. 3e, и это, безусловно, понятно как утечка, индуцированная прямым смещением, которая возникает из-за PN перехода между n-MoS 2 и p-MoTe 2 .

Рис.3

n-канал p-MoTe 2 / n-MoS 2 JFET. — изображение OM n-канального JFET. Масштабная линейка = 10 мкм. b Простая трехмерная схема нашего n-канального JFET. c 2D-виды устройства в поперечном сечении в соответствии с (i) малым, (ii) отсеченным и (iii) большим V DS в разрезе вместе с белой пунктирной линией в b нашего n- канальное устройство. d I D V DS выходные характеристики n-канального JFET. e I D V GS передаточные характеристики n-канального JFET. f Мобильность нашего n-канального JFET.Красные и оранжевые линии указывают на подвижность при насыщении, а черные звезды указывают на линейную подвижность при различных V GS (0,2, 0,4, 0,6, 0,8 В соответственно)

Подвижность при насыщении нашего JFET также извлекается из того же рисунка. . Пороговое напряжение и пиковая подвижность насыщения составляют -0,2 В и 500–600 см 2 / В · с, соответственно, согласно рис. 3e, f. Подвижность насыщения определялась следующим уравнением. (1), которому нужна информация о концентрации носителей, N d , и крутизне, g m , в n-канале MoS 2 .Мы извлекаем g m графиков из кривых переноса в зависимости от V GS на рис. 3e.

$$ g _ {\ mathrm {m}} = \ frac {{dl _ {\ mathrm {D}}}} {{dV _ {{\ mathrm {GS}}}}} = \ frac {{qN _ {\ mathrm {d}} \ mu tW}} {L} $$

(1)

Таким образом, мобильность можно рассчитать следующим образом:

$$ \ mu = \ frac {{Lg _ {\ mathrm {m}}}} {{qN _ {\ mathrm {d}} tW}} $$

(2)

, где N d — плотность носителей в количестве на см 3 ; q — электронный заряд; и t , W и L — толщина, ширина и длина канала соответственно.Линейная подвижность также может быть извлечена из выходных характеристик в различных V GS на рис. 3d, используя следующее простое уравнение. (3) малый V DS .

$$ \ mu = \ frac {{Lg _ {\ mathrm {d}}}} {{qN _ {\ mathrm {d}} tW}}, \ quad \ quad \ left ({g _ {\ mathrm {d}) } = \ frac {{dI _ {\ mathrm {D}}}} {{dV _ {{\ mathrm {DS}}}}}} \ right) $$

(3)

Максимальная линейная подвижность оказывается вполне сопоставимой с таковой в режиме насыщения.

Для оценок насыщенности и линейной подвижности наиболее важной информацией будет значение N d . Чтобы получить значение N d при комнатной температуре, мы фактически провели четырехточечные измерения Ван-дер-Пау-Холла с контактирующим с Au MoS 2 толщиной 16 нм и MoTe толщиной 7 нм, контактирующим с Pt. 2 . На рис. 4а, б показаны два ОМ-изображения наших образцов на подложке SiO 2 / p-Si, при этом каждая толщина образцов была измерена с помощью АСМ-сканирования, как показано с результатами на рис.4c. Хотя формы образцов не были идеально симметричными на рис. 4a, b, образцы MoTe 2 и MoS 2 показали положительный и отрицательный наклон, соответственно, в магнитном поле ( H ) развертка для относительного магнитного сопротивления [ R H ( H ) — R H (0)] по сравнению с полевым графиком H на фиг. 4d. Эти наклоны четко идентифицируют или различают проводимость p- и n-типа. Согласно наклону, концентрации дырок и электронов ( N a и N d ) были рассчитаны как 2.43 × 10 17 и 2,5 × 10 16 / см 3 при 300 K соответственно. Детали расчета находятся в разделе вспомогательной информации.

Рис.4

Измерение Холла MoS 2 и MoTe 2 . ОМ-изображение a n-MoS 2 и b p-MoTe 2 для четырехзондового измерения Холла. c Профили толщины чешуек MoS 2 (красный) и MoTe 2 (синий), полученные в результате сканирования АСМ, и d R H ( H ) — R H (0) данные в магнитном поле ( H ) для MoS 2 (верхний отрицательный наклон) и MoTe 2 (положительный наклон).Масштабная линейка a , b = 10 мкм

Все наши полевые транзисторы демонстрируют лишь небольшой гистерезис в отличие от MISFET (рисунок S2a) из-за ловушек малой плотности заряда на границе PN-перехода vdW. Графики подвижности на рис. 3f и кривые передачи на рис. S2b демонстрируют небольшой гистерезис 0,05–0,1 В независимо от того, является ли устройство полевым транзистором с n- или p-каналом (который фактически представляет собой одно устройство, работающее с обоими каналами). На рисунке 5a показан наш третий полевой транзистор с р-каналом, и на самом деле этот полевой транзистор имеет аналогичную толщину канала ~ 10 нм, что сравнимо с толщиной канала полевого транзистора с n-каналом на рис.3а. Характеристики выходной кривой на рис. 5d показывают три режима I D : линейный (i), отсечка (ii) и насыщение (iii). На первый взгляд, выходные кривые p-канала I D сопоставимы с кривыми n-канала на рис. 3d; однако при детальном наблюдении обнаруживается, что стадия отсечки медленнее в р-канале MoTe 2 ; напряжения насыщения ( В SAT = -1,5 В для В GS = -1 В) p-канала больше, чем у MoS 2 n-канала ( V SAT = ~ 0.8 В для В GS = 1 В). Это связано с плотностью дырочных носителей p-канала, которая на порядок больше, чем у n-канала; истощение заряда p-канала сложнее при том же V GD ( V GS V DS ), чем n-канале. На рис. 5b, c представлены схематические трехмерные изображения и виды в разрезе полевого транзистора с р-каналом. Как показано на рис. 5c, при положительном затворе V GD MoS 2 (обратное смещение) истощается быстрее, чем p-канал MoTe 2 , которому требуется дополнительное V DS для достижения отщипнуть.На рис. 5e наш p-канальный JFET показывает на порядок меньшее значение I D , чем у n-канального, наряду с более низкими SS (200 мВ / дек) и ВКЛ / ВЫКЛ I D отношение (5 × 10 3 ) к таковым у n-канального устройства. Сложное истощение или закрытие каналов может быть тесно связано с такими недостатками. Согласно рис. 5f, насыщение (13–14 см 2 / В · с как пиковая подвижность) и линейные подвижности (4 см 2 / В · с) полевого транзистора с р-каналом кажутся сопоставимыми с предыдущими отчетами. из p-MoTe 2 MISFET 25 , но намного уступает значениям из MoS 2 JFET.Примесное рассеяние из-за на порядок более высокой концентрации носителей в p-канале могло бы быть основной причиной низкой подвижности наряду с собственной зонной структурой MoTe 2 . 49,50 Кроме того, мы также могли заподозрить множество ловушек на интерфейсе MoTe 2 канал / SiO 2 как еще одну причину такой низкой мобильности в отношении геометрии устройства.

Рис.5

p-канал p-MoTe 2 / n-MoS 2 JFET. — изображение OM p-канального JFET.Масштабная линейка = 10 мкм. b Простая трехмерная схема нашего p-канального JFET. c Двумерные виды устройства в поперечном сечении в соответствии с (i) малым, (ii) отсеченным и (iii) большим V DS в разрезе вместе с белой пунктирной линией в b нашего p- канальное устройство. d I D V DS выходные характеристики p-канального JFET. e I D V GS передаточные характеристики p-канального JFET. f Мобильность нашего p-канального JFET. Голубые и голубые линии указывают на подвижность насыщения, а черные звезды указывают на линейную подвижность при различных V GS (−0,2, −0,4, −0,6, −0,8 В соответственно)

В качестве нашего последнего устройства p-WSe 2 / n-MoS 2 JFET был изготовлен с целью подтвердить, что любой p-TMD / n-TMD JFET обычно работает в принципе; p-TMD работает как шлюз для канала n-TMD, а n-TMD — как шлюз для канала p-TMD. На рис. 6a, b, соответственно, показаны OM и схематический трехмерный вид JFET, где Au-контакт использовался совместно для полевых транзисторов с каналом p-WSe 2 и n-MoS 2 .На рис. 6c показаны спектры комбинационного рассеяния от обеих чешуек, полученные одновременно путем зондирования наложенного положения (красная точка на рис. 6a). Согласно характеристикам выходной кривой на рис. 6d, p- и n-канальные полевые транзисторы снова работают нормально, хотя контактное сопротивление между Au и p-WSe 2 кажется серьезным. Из-за такого недостатка контактного сопротивления p-WSe 2 JFET показывает свои худшие характеристики I V с несколькими нА в состоянии ВКЛ, а низкая проводимость p-канала WSe 2 приводит к его недостаточной стробирование для n-MoS 2 JFET.Следовательно, n-MoS 2 JFET в системе p-WSe 2 / n-MoS 2 показывает на порядок более низкое состояние включения I D , чем у p-MoTe 2 / n- MoS 2 Корпус JFET , как видно на выходных и передаточных характеристиках рис. 6d, e. Однако эта демонстрация устройства p-WSe 2 / n-MoS 2 JFET по-прежнему поддерживает то, что любой p-TMD / n-TMD JFET в принципе работает с использованием обоих каналов. (На рисунке S4 показан профиль толщины AFM чешуек p-WSe 2 и n-MoS 2 в JFET.)

Рис.6

p-WSe 2 / n-MoS 2 JFET. a OM изображение p-WSe 2 / n-MoS 2 JFET на SiO 2 / p-Si. Масштабная линейка = 10 мкм. b Трехмерное схематическое сечение полевого транзистора p-WSe 2 и n-MoS 2 . В качестве контактного металла для обоих каналов использовалось золото. c Рамановские спектры WSe 2 и MoS 2 , полученные путем зондирования красного пятна в a . d I D V DS выходные характеристики p-WSe 2 и n-MoS 2 канальный JFET. e I D V GS передаточные характеристики p-WSe 2 и n-MoS 2 канал JFET

Таким образом, мы изготовили полевые транзисторы vdW как ток в плоскости устройство с гетеропереходом между полупроводниковым p-MoTe 2 и n-MoS 2 TMD. Поскольку этот vdW JFET будет иметь ловушки с низкой плотностью на интерфейсе vdW, когда материал p-типа играет роль затвора для n-канала и наоборот, небольшой гистерезис равен 0.05–0,1 В и хорошее SS ~ 100 мВ / дек. Легкое насыщение было замечено как еще одно преимущество перед 2D MISFET, демонстрирующее раннее отсечение при ~ 1 В. Рабочее напряжение затвора для порога было около 0 В, а максимальная подвижность достигает ~> 500 см 2 / В · с для n- канал JFET с MoS 2 канал , в то время как p-канальный JFET с MoTe 2 оказывается намного ниже более чем на порядок (~ 13 см 2 / В · с). Для работы полевого транзистора с напряжением 1 В максимальное значение тока включения / выключения составило ~ 10 4 .Работа обоих канальных полевых транзисторов с ультратонкими 2D-транзисторами vdW считается уникальной и отличается от обычных 3D-полевых полевых транзисторов и полевых многопозиционных транзисторов (MISFET) в том принципе, что два противоположных (p- и n-) канала могут использоваться в качестве затвора друг для друга. Мы снова подтвердили принцип с помощью другого полевого транзистора p-TMD / n-TMD (p-WSe 2 / n-MoS 2 ). Таким образом, мы делаем вывод, что наш 2D-подобный ультратонкий канальный JFET-транзистор является достаточно свежим по принципу работы, структуре и простоте изготовления, чтобы повлиять на будущее 2D-наноэлектроники на основе полупроводников.

N-канальный полевой транзистор режима расширения

% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 5 0 obj / Title (NDS7002A — N-канальный полевой транзистор в режиме улучшения) >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > транслировать BroadVision, Inc.2021-08-05T11: 09: 32-07: 002021-07-21T14: 42: 45-07: 002021-08-05T11: 09: 32-07: 00application / pdf

  • NDS7002A — N-Channel Enhancement Режим полевого транзистора
  • на полу
  • Эти N-канальные полевые транзисторы с улучшенным режимом производится с использованием запатентованной onsemi, высокой плотности ячеек, DMOS технология.
  • Acrobat Distiller 21.0 (Windows) uuid: 2ccec719-6db6-442a-adbf-b638fa514490uuid: 57c00f59-892e-4740-8c10-99ed8c3dfdce конечный поток эндобдж 6 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 14 0 объект > эндобдж 15 0 объект > эндобдж 16 0 объект > эндобдж 17 0 объект > эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > эндобдж 21 0 объект > эндобдж 22 0 объект > эндобдж 23 0 объект > эндобдж 24 0 объект > транслировать HTVK6Z0 /) `A @ ܋ $> ŏeIY, 9WkKUҟ + WRNcHTGM_ ߶} tE

    Графеновые полевые транзисторы для биологических и химических датчиков

    Датчики

    GFET, в которых используется материал канала 2D, имеют ряд преимуществ по сравнению с объемными полупроводниковыми приборами (включая кремний).Для большинства полупроводниковых транзисторных датчиков локальные изменения электрического поля на поверхности канала мало влияют на глубину канала устройства, ограничивая чувствительность отклика. С GFET канал графена имеет толщину всего в один атом, что означает, что весь канал находится на поверхности и напрямую подвергается воздействию окружающей среды. Любая молекула, прикрепленная к поверхности канала, влияет на перенос электронов через всю глубину устройства. Кремний или другие объемные полупроводники, близкие к атомарной толщине, неэффективны, потому что при такой толщине поверхностные дефекты доминируют над характеристиками материала.Двумерные материалы, такие как графен, не имеют оборванных связей на поверхности, которые могли бы образовывать дефекты. В результате графен обладает высокой проводимостью и чувствителен к поверхностным воздействиям. Кроме того, поскольку материал не имеет оборванных связей, он устраняет неспецифическое связывание и, следовательно, ложные срабатывания, что было проблемой с другими датчиками на основе полевых транзисторов. При правильной функционализации GFET-транзисторы обеспечивают высокочувствительное, высокоселективное, прямое обнаружение целевых аналитов без этикеток с полностью электронным управлением и считыванием устройств.

    Датчики с полевыми транзисторами на основе графена имеют явные преимущества при изготовлении по сравнению с устройствами, изготовленными из одномерных материалов, таких как углеродные нанотрубки (УНТ) и нанопроволоки. Подобно графену, одностенные УНТ также обладают высокой проводимостью (с правильной хиральностью) и практически имеют всю поверхность. Графен может быть получен в виде однородных пленок с однородными характеристиками материала. В настоящее время нельзя изготавливать одномерные материалы с такой же консистенцией. Кроме того, массивы высокопроизводительных устройств с однородным откликом невозможно создать с использованием случайно распределенных нанопроволок или нанотрубок, поскольку количество и ориентация одномерных объектов варьируются в зависимости от распределения.Эта неоднородность положения, часто усугубляемая неоднородностью размеров между одномерными объектами, создает большой разброс характеристик отклика между устройствами. 2D-материалы обеспечивают согласованность между устройствами. Кроме того, однородные графеновые пленки размером с пластину могут быть сформированы путем химического осаждения из газовой фазы, и эти пленки можно использовать для фотолитографических технологий изготовления, разработанных для процессов изготовления интегральных схем, разработанных в полупроводниковой промышленности.

    Производство GFET

    GFET-транзисторы

    изготавливаются на кремниевых пластинах, чтобы воспользоваться преимуществами традиционных, недорогих и высоконадежных процессов литографии, осаждения и интеграции, применяемых в промышленности интегральных схем. Для этих устройств графеновые пленки формировались методом химического осаждения из паровой фазы при атмосферном давлении. 8 Подложку для осаждения медной фольги загружали в печь и нагревали до 1000 ° C в восстановительной среде аргон / водород для удаления любого естественного оксида с поверхности меди.В газовый поток был добавлен небольшой поток метана. Образование графена начинается с нескольких мест зарождения, за которыми следует рост кристаллов графена с одним атомным слоем до тех пор, пока домены не встретятся, полностью покрывая поверхность меди. Метан разрушается на поверхности меди, и адсорбированные атомы углерода перемещаются по поверхности, пока не встретятся с кристаллами графена и не присоединятся к ним. Сплошной однослойный графен (SLG) был сформирован после короткого времени роста от 5 до 30 минут, в основном в зависимости от соотношения газовых потоков.

    Металлические электроды были нанесены на кремниевую пластину термическим испарением и литографически сформированы. Тонкий слой титана или хрома необходим для адгезии к поверхности SiO 2 . Золото или палладий обеспечивают электронный контакт с графеном. Пленка графена переносилась с подложки для осаждения меди и накладывалась на пластину после формирования электродов. Для выполнения переноса полиметилметакрилат (PMMA, Prod. No. 182230, 445746 и 182265) был нанесен методом центрифугирования на графеновую поверхность медной подложки.Медь была отделена от ПММА / графена механическим разделением с помощью водного электролиза. Пленку графена помещали на поверхность пластины, пластину запекали для обеспечения адгезии графена к пластине и электродам, а ПММА удаляли ацетоном. Дополнительная фотолитография использовалась для формирования рисунка графена в каналы полевого транзистора между электродами, а кислородная плазма была эффективна при удалении незащищенного графена. Минимизация металлических примесей в графеновых пленках имеет решающее значение для интеграции в производственные мощности IC.Для этого необходимо избегать процессов травления медной подложки.

    Функционализация GFET

    За последние несколько лет был разработан ряд хорошо контролируемых процедур химической функционализации, совместимых с GFET. Графеновые полевые транзисторы были оснащены белками, химическими соединениями и молекулами ДНК для создания сенсоров для различных приложений.

    В случае функционализации белка неспецифическое связывание белка нежелательно, поскольку обычно подразумевает потерю контроля над функциональной структурой белка. 9 A.T. Группа Чарли Джонсона из Пенсильванского университета продемонстрировала различные химические соединения, подходящие для использования в графеновых устройствах. Они могут быть основаны на соединениях диазония, которые образуют ковалентную связь с поверхностью графена 10 , или на бифункциональных соединениях пирена, которые взаимодействуют с графеном посредством π – π-стэкинг-взаимодействия. 10,11 Связывание с белком может осуществляться через амидную связь, которая разрешена в подходящих аминогруппах на внешней стороне белка 11 , или через связь Ni-нитрилотриуксусной кислоты с гистидиновой меткой на рекомбинантном белке. 12 В каждом случае контроль параметров химии насадки (например, концентрация, температура, время) позволяет выполнять функционализацию, сохраняя при этом высококачественные свойства графенового устройства, которые способствуют высокой чувствительности (в частности, высокая подвижность несущей и хорошие шумовые характеристики).

    Применения в биосенсорах и химических датчиках

    Исключительные электронные и тепловые свойства графена

    и высокое отношение поверхности к объему делают его особенно подходящим для таких приложений, как биосенсоры, датчики газа 13,14 , 15,16 и высокопроизводительные транзисторы. 17–19 Устройства на основе графена могут позволить использовать быстрые высокочувствительные датчики для диагностики в местах оказания медицинской помощи и обнаружения химических веществ и могут заменить другие методологии, которые отличаются высокой стоимостью, низкой чувствительностью и трудоемкостью.

    A.T. Группа Чарли Джонсона продемонстрировала датчик GFET для обнаружения небольших молекул при концентрациях пг / мл. 14 GFET были функционализированы с помощью рассчитанного с помощью вычислений водорастворимого варианта человеческого μ-опиоидного рецептора (рецептор, связанный с G-белком) с использованием тетрафторбората 4-карбоксибензолдиазония, который продуцировал участки карбоновой кислоты на графене, которые в дальнейшем активировались и стабилизировались с помощью Гидрохлорид 1-этил-3- [3-диметиламинопропил] карбодиимида ( Prod.№ 03449 и Прод. No. E7750) / сульфо-N-гидроксисукцинимид (EDC / sNHS). 20 Электронные измерения тока исток-сток в зависимости от напряжения на затворе после каждого этапа процедуры функционализации показали воспроизводимые сдвиги в проводимости. Об обнаружении налтрексона-мишени для μ-опиоидного рецептора (антагонист опиоидных рецепторов, Prod. № 1453504) сообщалось при концентрациях всего 10 пг / мл с высокой специфичностью14. В исследованиях вместо этого использовался сконструированный одноцепочечный вариабельный фрагмент (scFv). полных антител в качестве рецепторных молекул на других датчиках FET на основе углерода показали увеличение предела обнаружения в 1000 раз. 21 scFv представляет собой сконструированный гибридный белок, содержащий вариабельные области антитела, которые специфичны к антигену и сохраняют специфичность исходного антитела, несмотря на удаление константных областей, составляющих большую часть антитела. Повышенная чувствительность датчиков полевых транзисторов, функционализированных с помощью scFv, может быть объяснена более близкой близостью связанной мишени биомаркера к каналу GFET, что приводит к более сильным электростатическим взаимодействиям и большему электрическому сигналу. 21

    Химическое зондирование паров, или «носовое» зондирование паров, — еще одно приложение, в котором используются полевые транзисторы. Для этого GFET были функционализированы одноцепочечной ДНК для обнаружения различных химических паров. Химические сенсоры на основе GFET показали быстрое время отклика, быстрое восстановление до исходного уровня при комнатной температуре и различение между несколькими аналогичными анализируемыми парами паров: например, диметилметилфосфонатом (DMMP, Prod. No. D169102) и пропионовой кислотой ( Prod. No. 402907). 16

    Выводы и перспективы на будущее

    Исключительные электронные свойства графена по-прежнему остаются многообещающими для приложений зондирования. Датчики на основе GFET для биологических и химических приложений обеспечат быстрое, чувствительное, специфическое, недорогое и полностью электронное считывание. Кроме того, датчики GFET могут быть мультиплексированы, что позволяет быстро тестировать несколько целей (от десятков до тысяч) с высокой чувствительностью на одном чипе небольшого размера.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *