Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2003 №1

Тенденции развития MOS транзисторов Philips Semiconductors

Захаров Владимир


В мире электронных компонентов с каждым годом растет плотность энергии и уменьшается размер корпусов силовых ключей. Общая тенденция условно показана на рис.1. В чем преимущество транзистора с низким сопротивлением канала? Прежде всего — в уменьшении потерь энергии на активном элементе и как следствие — в снижении требований по рассеиванию тепла, выделяемому на корпусе прибора. Качественно новый уровень параметров и снижение цены силовых элементов дает возможность широко применять их в автомобилестроении, в системах управления производственным процессом, медицинской технике, системах обеспечения безопасности и т.д. Широкое распространение приборов с батарейным питанием делает актуальной проблему уменьшения потерь на силовом ключе с целью увеличения срока службы батареи в переносном приборе.

Тенденции развития силовой электроники

В автомобильных системах управления двигателем, электроусилителе руля, системе кондиционирования воздуха, антиблокировочной системе, системе управления топливным насосом и водяной помпе необходимы сильноточные ключи.

Компания Philips Semiconductors освоила выпуск различных семейств транзисторов с подобными свойствами. Мы уже рассказывали об одном из таких семейств в статье «Новая серия ключей PIP3XXX фирмы Philips Semiconductors » («КиТ » № 7'2002). Компания Philips не остановилась на достигнутом и выпустила новое семейство TrenchMOS HPA (High Performance Automotive), позволяющее получить типовое сопротивление канала 3,4 мОм. Полосковая структура этой технологии повышает надежность и позволяет уменьшить емкостное сопротивление. Технология оптимизирована для использования в приложениях с большими значениями протекающих токов. Представители этой серии полностью соответствуют высоким требованиям автомобилестроения. Устройства выпускаются для всех видов автомобильных напряжений: 30, 40, 55, 75 и 100 В. Компоненты соответствуют стандарту автомобильной электроники AEC Q101 (европейский стандарт, описывающий дискретные полупроводники для применения в автомобилестроении). В семейство HPA входит более 60 ключей. Подробную техническую информацию можно найти в Интернете по адресу http://www.gamma.spb.ru/cgi-bin/product.php? ProdID=123.

Система обозначений транзисторов HPA Trench-MOS представлена на рис.2.

Система обозначений силовых ключей семейства TrenchMOS HPA компании Philips

Самые популярные ключи серии BUKXXXX представлены в таблице 1.

Таблица 1.Популярные ключи серии BUKXXXX
Транзистор Сопротивление канала Rds, мОм Макс.ток в канале Id, А Напряжение сток – исток Vds, В Корпус
BUK7C06-40AITE 5,3 155 40 D2PAK
BUK7C06-40AITE 8,8 114 75 D2PAK
BUK7907-55ATE 5,8 140 55 SOT263B
BUK7506-75B 5,6 159 75 TO-220AB
BUK9875-100A 75 7 100 SOT223

Семейство HPA производится по «канальной » технологии третьего поколения Trench3. В ближайшем будущем планируется переход на технологию Trench4. Новый технологический процесс позволит получить транзисторы с типичным сопротивлением канала менее 2,9 мОм. В таблице 2 сравниваются технологии производства транзисторов компании Philips.

Таблица 2.Технологии производства транзисторов Philips
Технология LVMOS Trench1 Trench2 GPA Trench3 HPA Trench4
Размер канала, мкм 20 11 9 4 2
Плотность ячеек, млн шт/см 2 0,25 0,96 1,42 7,13 28,53
Типичное сопротивление, мОм (55 В, SOT78/404) 13 6,5 5,1 3,4 2,9
Техническая информация, URL http://www.gamma.spb.ru/cgi bin/product.php? ProdID=123

Специально для применения в автомобилестроении компания Philips разработала новое семейство транзисторов TrenchPLUS с дополнительными функциями защиты. Из этого семейства легко выбрать оптимальный вариант транзистора с различным набором функций: защитой от превышения тока и напряжения, датчиком температуры, защитой от электростатического разряда или дополнительным выводом датчика тока.

Потенциальные преимущества новых кристаллов не будут раскрыты в полной мере при отсутствии прогресса в разработке соответствующих корпусов.

Увеличение токов вызывает необходимость в новых корпусах, способных выдержать подобные нагрузки. В то же время конструктивные наработки и опыт работы с существующим корпусом приводит к дилемме: выбрать новый корпус и переделать конструкцию или найти другое решение. Компания Philips нашла это решение, разработав усовершенствованные корпуса под те же самые посадочные места! Размеры самих корпусов не изменились. Корпуса TO-220/D 2PAK были рассчитаны на ток 75 А при площади полупроводникового кристалла 25 мм 2. Новые корпуса SOT696 и SOT426 (5)(см.рис.3) позволяют при тех же условиях выдерживать ток до 150 А:

  • SOT696 — новая версия корпуса TO-220 (SOT78).
  • SOT426(5)— новая версия корпуса D2PAK.

Новое поколение корпусов, рассчитанных на токи до 150 А

Образцы транзисторов в корпусе последнего типа доступны уже сейчас. К примеру, транзистор BUK7107-40ATC, выпускается в корпусе SOT426, характеризуется сопротивлением открытого канала 5,8 мОм, имеет встроенную защиту от превышения напряжения, от электростатического разряда и от перегрева.

Комбинация произведенных по технологии Trench3 транзисторов и новых корпусов дает разработчикам новые возможности для создания высокоэффективных и конкурентоспособных устройств в автомобилестроении, медицине и энергетике.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Сообщить об ошибке