69135

Транзисторы нового поколения: MOSFET, IGBT, SET

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

МДП-транзисторы металл диэлектрик полупроводник P=I2 R чем меньше сопротивление канала тем больше потери. Вольтамперные характеристики этих транзисторов близки к характеристикам полевых транзисторов: Входная характеристика...

Русский

2014-09-30

66 KB

11 чел.

Лекция 5. Транзисторы нового поколения: MOSFET, IGBT, SET

MOSFET

MOSFET – МДП-транзисторы (металл, диэлектрик, полупроводник)

P=I2 R – чем меньше сопротивление канала, тем больше потери.

- горизонтальный канал (путь от с к и – по горизонтали)

n – подложка   

Чтобы избежать того, что сопротивление малое, стали использовать многоячеечность.

Многоячеечная структура

Вертикальная n-канальная структура:

а)  диффузионный МДП-транзистор:     б) со своеобразным затвором (вертикальный канал):

                            

Оба с индуцированным каналом – многоканальные.

Благодаря многоканальности уменьшается сопротивление общего канала, следовательно, уменьшаются потери.

Вольтамперные характеристики этих транзисторов близки к характеристикам полевых транзисторов:

Входная характеристика:                                   Выходная характеристика:

                                                        

У MOSFET напряжение сток-исток меньше, чем у полевого транзистора, значит меньше и потери.                                              

Стекло-затворная характеристика круче, чем у полевого.

Крутизна больше:


Основные особенности мосфитов:

  1.  Сокращение длины канала.
  2.  Появление высокоомной стоковой n-области, через которую происходит дрейф носителей заряда (простое уменьшение длины канала привело бы к снижению пробивного напряжения).
  3.  Увеличилась скорость насыщения транзистора. То есть транзистор быстрее открывается – улучшились динамические показатели.
  4.  На рабочем участке CD крутизна характеристики практически не зависит от напряжения затвор-исток.

SIT (статически индуцированный транзистор)

         - MOSFET 

                       

    - SIT

Структура SIT:

          

                                            Вид спреди                                                Вид сбоку

Транзистор является нормально открытым.

Вольтамперная характеристика:

Достоинства:

- хорошее быстродействие;

- большое пробивное Uсэ;

- может использоваться в качестве источника тока.

IGBT – транзисторы (биполярный транзистор с изолированным затвором)

                                                 

УГО:

                             

IGBT – симбиоз полевого и биполярного транзистора.

Наиболее лучшие – транзисторные ключи.

Области применения и основные характеристики:

MOSFET – источники питания, работающие в ключевом режиме, электропривода (прибор, предназначенный для управления электродвигателем – регулирует скорость и т. д. ), высокочастотные генераторы, автономные источники питания.

Основные характеристики:

- Uси – максимально допустимое от 50 до 1000 В;

- Iс max – до 100 А;

- Fгр – граничная частота = 25 МГц;

- скорость нарастания напряжения  от 50 до 200 кВ/мс;

- скорость нарастания тока  от 10 до 25 кА/мс

- максимальная рабочая температура – 200 0С

SIT

Область применения: устройства, установки индукционного нагрева, мощные ВЧ-генераторы.

Основные характеристики:

- Uси – максимально допустимое от 50 до 1000 В;

- Iс max – до 100 А;

- Fгр – граничная частота = 50 МГц;

- скорость нарастания напряжения  от 10 до 3 кВ/мс;

- скорость нарастания тока  от 10 до30 кА/мс;

- рабочий диапазон температур до 200 0С;

- время выключения t выкл  = 500 нс.

IGBT

Область применения: все выше перечисленное, что относится к MOSFET и SIT.

Основные характеристики:

- Uкэ max

- I к max до

- U к нас. до 2 В

- t вкл., выкл. порядка 200 нс.

Наиболее распространенные фирмы, выпускающие IGBT:

Наиболее часто используемые:

  •  International Rectifier
  •  Siemens
  •  Mitsubishi Electric

Используются реже (по убыванию):

  •  Intersil
  •  Infineon Tecnologies
  •  Motorola
  •  THOMSON
  •  Panasonic.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36158. Общие положения амплитудной модуляции (АМ). Основы инженерного расчёта генераторов с АМ смещением. Схемы модуляторов 422.5 KB
  Общие положения амплитудной модуляции (АМ). АМ смещением: принцип, схема, статические и динамические модуляционные характеристики. Энергетические и качественные показатели. Основы инженерного расчёта генераторов с АМ смещением. Схемы модуляторов.
36159. СПОСОБЫ ПУСКА, РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И ТОРМОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА 244.51 KB
  Способы пуска электродвигателей постоянного тока влияние против ЭДС обмотки якоря. Способы регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока. Электрическое торможение двигателей постоянного тока
36160. Способы пуска электродвигателей переменного тока 277.32 KB
  Прямой пуск короткозамкнутых асинхронных двигателей нормального исполнения Прямой пуск короткозамкнутых асинхронных двигателей специального исполнения Реостатный пуск двигателей с фазным ротором Пуск при пониженном напряжении на обмотке статора
36161. HDD-РЕКОРДЕРЫ 157 KB
  К каждой стороне диска на специальных вращающихся кронштейнах коромыслах подводятся магнитные головки с помощью которых и осуществляется запись и считывание данных рис. Поверхности диска должны быть идеально плоскими и тщательно отполированными. Кронштейны с головками могут поворачиваться вокруг оси на которой они закреплены и головки размещенные на их концах могут таким образом устанавливаться на любую дорожку диска. Кронштейн слегка подпружинен и его конец с закрепленными головками в отсутствии вращения диска должен соприкасаться с...
36162. Определение и история SSD 81.22 KB
  Для SSD в настоящее время применяются два типа NANDFlash памяти: SLC Single Level Cell и MLC Multi Level Cell отличающиеся плотностью хранения информации. При подаче на управляющий затвор положительного напряжения инициализация ячейки памяти он будет находиться в открытом состоянии что соответствует логическому нулю рис. Устройство транзистора с плавающим затвором и чтение содержимого ячейки памяти Таким образом наличие или отсутствие заряда на плавающем затворе однозначно определяет состояние транзистора открыт или закрыт при...
36163. Физические характеристики, позволившие получить высокую информационную емкость диска BluRay 90 KB
  Минимальный диаметр b светового пятна в точке фокуса прямо пропорционален длине волны излучения лазера и обратно пропорционален числовой апертуре объектива: где с коэффициент величина которого зависит от уровня световой энергии по которому измеряется диаметр пятна. Сравнительные размеры светового пятна по уровню первого темного кольца Эйри для излучения с длиной волны 780 нм CD 650 нм DVD и 405 нм BluRay приведены на рис. Площадь же светового пятна как известно прямо пропорциональна квадрату его радиуса S = πr2 или диаметра S =...
36164. Канальная модуляция 165 KB
  ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Канальная модуляция это набор разнообразных методов представления цифровой информации в форме обеспечивающей возможность записи наибольшего количества этой информации на единице площади или длины данного носителя и позволяющей использовать простые и надежные методы ее считывания. В современных системах записи информации на носитель имеются в виду системы записи на движущийся носитель диск или ленту запись данных осуществляется на одну дорожку. В любой системе записи информации полоса пропускания канала записи...
36165. Сервосистемы проигрывателя CD. Автофокусировка 124.5 KB
  Глубина резкости объектива d зависит от его числовой апертуры NA Numerical Aperture и от длины волны λ излучения лазера d = λ [2NA2] 1 Числовая апертура объектива определяется выражением: NA = n sinθ 2 где n показатель преломления среды в которой распространяется свет; θ угол под которым виден радиус входного зрачка объектива из точки пересечения его оптической оси с фокальной плоскостью рис. Изображение точки В при наличии астигматизма передается в виде горизонтального В' или вертикального В'' отрезка...
36166. Защита от ошибок в формате CD 52 KB
  Из теории помехоустойчивого кодирования известно что для коррекции t ошибок код должен иметь не менее 2t проверочных символов граница Синглтона. Значит каждый из них может исправить не более двух ошибок. Известно также что максимальное число гарантированно обнаруживаемых ошибок равно числу проверочных символов кода.