задать вопрос консультанту online
Логотип компании ЭЛТЕХ

MOSFET транзисторы обеднённого типа от IXYS – особенности и способы применения

20.07.2017

Американский производитель компонентов для силовой электроники компания  IXYS предлагает семейство транзисторов обедненного (открытого) типа. Технологически это реализуется путём внедрения канала между стоком и истоком области с соответствующей электропроводимостью. В зависимости от степени легирования канала получают MOSFET транзисторы обогащённого и обеднённого типа. В транзисторах обогащённого типа при напряжении затвор-исток равном нулю ток так же равен нулю, тогда как в транзисторах обеднённого типа протекает ток стока. [1]

Схема включения транзистора обеднённого типа.

Рисунок 1. Схема включения транзистора обеднённого типа.

Транзисторы обедненного типа с собственным каналом (depletion mode) номинально открыты и пропускают ток.  Для закрытия транзистора необходимо приложить определённое напряжение (рис. 1). Таким образом, избыточное напряжение ликвидируется при помощи защитного диода.

Силовые транзисторы IXYS выполняются по технологии DMOSFET (транзисторы двойной диффузии) и имеют вертикальную структуру, что позволяет с одной стороны иметь адекватную стоимость на рынке, с другой - выдерживать более высокое напряжение.

Компания IXYS  выпустила на рынок 2 направления обеднённых MOSFET транзисторов: маломощные (таб.1) и высокомощные MOSFET-транзисторы (таб. 2)

Таблица 1.  Маломощные варианты исполнения MOSFET транзисторов обеднённого типа от IXYS.

Наименование

Vdsx*, В

Rds(on), Ом

Vgs(off) – мин. В

Vgs(off) – макс. В

Idss, мин. мА

Корпус

CPC3701

60

1

-0.8

-2.9

600

SOT-89

CPC3703

250

4

-1.6

-3.9

300

SOT-89

CPC3708

350

14

-2

-3.6

130

SOT-89, SOT-223

CPC3710

250

10

-1.6

-3.9

220

SOT-89

CPC3714

350

14

-1.6

-3.9

240

SOT-89

CPC3720

350

22

-1.6

-3.9

130

SOT-89

CPC3730

350

30

-1.6

-3.9

140

SOT-89

CPC3902

250

2.5

-1.4

-3.1

400

SOT-223

CPC3909

400

6

-1.4

-3.1

300

SOT-223

CPC3960

600

44

-1.4

-3.1

100

SOT-223

CPC3980

800

45

-1.4

-3.1

100

SOT-223

CPC3982

800

380

-1.4

-3.1

20

SOT-23

CPC5602

350

14

-2

-3.6

130

SOT-223

CPC5603

415

14

-2

-3.6

130

SOT-223

 

Таблица 2. Высокомощные MOSFET транзисторы обеднённого типа от IXYS.

Наименование

Vdsx, В

Id(on), A

Rds(on), Ом

Vgs(off), В

Корпус

IXTH16N10D2

100

16

0.064

-4.0

TO-247

IXTT16N10D2

100

16

0.064

-4.0

TO-268

IXTH16N20D2

200

16

0.073

-4.0

TO-247

IXTT16N20D2

200

16

0.073

-4.0

TO-268

IXTA6N50D2

500

6

0.5

-4.0

TO-263

IXTH6N50D2

500

6

0.5

-4.0

TO-247

IXTP6N50D2

500

6

0.5

-4.0

TO-220

IXTT6N50D2

500

6

0.5

-4.0

TO-268

IXTA3N50D2

500

3

1.5

-4.0

TO-263

IXTP3N50D2

500

3

1.5

-4.0

TO-220

IXTH3N50D2

500

3

1.5

-4.0

TO-247

IXTA1R6N50D2

500

1.6

2.3

-4.0

TO-263

IXTP1R6N50D2

500

1.6

2.3

-4.0

TO-220

IXTY1R6N50D2

500

1.6

2.3

-4.0

TO-252

IXTA08N50D2

500

0.8

4.6

-4.0

TO-263

IXTP08N50D2

500

0.8

4.6

-4.0

TO-220

IXTY08N50D2

500

0.8

4.6

-4.0

TO-252

IXTA02N100D2

1000

0.2

75

-5.0

TO-263

IXTP02N100D2

1000

0.2

75

-5.0

TO-220

IXTU02N100D2

1000

0.2

75

-5.0

TO-251

IXTY02N100D2

1000

0.2

75

-5.0

TO-252

IXTA6N100D2

1000

6

2.2

-4.5

TO-263

IXTH6N100D2

1000

6

2.2

-4.5

TO-247

IXTP6N100D2

1000

6

2.2

-4.5

TO-220

IXTA3N100D2

1000

3

5.5

-4.5

TO-263

IXTP3N100D2

1000

3

5.5

-4.5

TO-220

IXTA1R6N100D2

1000

1.6

10

-4.5

TO-263

IXTP1R6N100D2

1000

1.6

10

-4.5

TO-220

IXTY1R6N100D2

1000

1.6

10

-4.5

TO-252

IXTA08N100D2

1000

0.8

21

-4.0

TO-263

IXTP08N100D2

1000

0.8

21

-4.0

TO-220

IXTY08N100D2

1000

0.8

21

-4.0

TO-252

*Примечание:

Vdsx – напряжение сток-исток

Rds(on) - сопротивление в открытом состоянии

Vgs(off) – пороговое напряжение

Idss – ток утечки затвора

Id(on) – непрерывный ток стока

MOSFET транзисторы обеднённого типа получили довольно широкое применение в современной электронике.

Рассмотрим некоторые схемы использования транзисторов IXYS.

Одной из таких областей является построение прецизионного источника тока путем установки транзистора в схему с источниками опорного напряжения [2]. В таком случае транзистор компенсирует колебания напряжения питания. Источник тока в итоге обеспечивает общий ток нагрузки, включающий в себя ток через резистор и ток покоя. Такая схема позволяет получить прецизионный ток и сверхвысокий выходной импеданс.

Использование MOSFET транзистора для источника прецизионного тока.

Рисунок 2 Использование MOSFET транзистора для источника прецизионного тока.

Другим применением может стать создание нормально замкнутого твердотельного реле с использованием специализированного оптически изолированного драйвера. В примере (рис. 3) используется оптический драйвер IXYS FDA217. Для реализации реле используются два внешних MOSFET транзистора обеднённого типа CPC3980, объединённые для создания AC/DC ключа. Т.к. FDA217 имеет внутреннюю схему выключения, отпадает необходимость в нагрузочных резисторах.

Схема нормально замкнутого реле с применением транзисторов IXYS.

Рисунок 3 Схема нормально замкнутого реле с применением транзисторов IXYS.

Многие задачи требуют использования стабилизатора напряжения с низким выходным напряжением и высоким входным напряжением от 120 В до 240 В. В большинстве схем используется входное напряжение не больше 15 В и довольно низкий ток потребления. На рисунке 4 приведена схема стабилизатора с высоким входным напряжением и использованием LDO регулятора с MOSFET транзистором обедненного типа. Естественно, при подборе транзистора в такую схему необходимо учитывать мощность, которая будет рассеиваться на транзисторе.

Схема регулятора напряжения с высоким входным напряжением

 

Рисунок 4 Схема регулятора напряжения с высоким входным напряжением.

Эта схема также может применяться для подавления высоковольтных выбросов в цепи питания. Высоковольтные переходные процессы в области телекоммуникаций обычно возникают из-за воздействия разрядов молнии и паразитного излучения. В автомобилестроении и авиастроении главной причиной подобных процессов обычно являются индуктивные нагрузки.

Ещё одно применение MOSFET транзисторов обедненного типа – защита измерительных входов от подачи на них высокого напряжения (рис. 5). В таком случае транзистор обеднённого типа работает как ограничитель тока, а избыточное напряжение уходит во входной защитный диод.

Защита измерительных цепей при помощи MOSFET транзистора.

Рисунок 5 Защита измерительных цепей при помощи MOSFET транзистора.

При помощи MOSFET транзисторов обедненного типа от IXYS можно решить широкий спектр задач. При этом, применение транзисторов IXYS позволяет также сократить расходы относительно более дорогих вариантов реализации схем.

Информацию о самых новых компонентах IXYS вы можете найти на сайте компании ЭЛТЕХ.

На сайте вы также можете выбрать и купить все компоненты силовой электроники, призводимые компанией IXYS

Литература:

  1. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд. Том I: Пер. с нем. – М.: ДМК. Пресс, 2008
  2. IXYS Integrated Circuits Division Application Note AN-500 Depletion-Mode Power MOSFETs and Applications