Обзор новых MOSFET и IGBT компании ON Semiconductor
Введение
Основными типами транзисторов, которые чаще всего применяются в полупроводниковой силовой электронике, являются полевые транзисторы с изолированным затвором (МОП-транзисторы, или MOSFET), а также биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT). Большое преимущество транзисторов с изолированным затвором — это отсутствие затрат энергии на поддержание стационарного состояния транзистора: открытое или закрытое. Энергия затрачивается только на переключение состояния, дополнительно осуществляется гальваническая развязка цепей управления и силовых цепей.
ON Semiconductor предлагает широкий ассортимент силовых транзисторов [1]:
- биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT);
- полевые транзисторы с управляющим p—n-переходом (n‑канальные, p‑канальные) — JFET для РЧ, аудиоусилителей, смесителей сигнала, переключателей;
- полевые транзисторы с изолированным затвором (n‑канальные, p‑канальные) — MOSFET;
- полевые транзисторы с изолированным затвором и встроенной защитой — от перенапряжения, короткого замыкания и статического напряжения.
IGBT ON Semiconductor
В портфолио ON Semiconductor более сорока серий биполярных транзисторов с изолированным затвором и каналами обеих полярностей. Система обозначений IGBT ON Semiconductor представлена на рисунке [2].
ON Semiconductor оптимизирует параметры IGBT для различных приложений в целях повышения надежности и эксплуатационных характеристик. Одним из таких показателей является устойчивость к короткому замыканию, вероятному в приложениях типа мостовых драйверов электродвигателей. IGBT должен быть способен выдерживать такие нагрузки в течение некоторого промежутка времени, достаточного или для срабатывания системы защиты, или для устранения причины замыкания.
В конце 2012 года компания представила девять новых серий 1200‑В IGBT-транзисторов с рабочим током до 40 А, выполненных по технологии Trench Field Stop (TFS). Они предназначены для преобразователей энергии. Упор был сделан на уменьшение потерь переключения и рассеяния энергии. Целевые области применения — инверторы для солнечной энергетики и источники бесперебойного питания.
Серии NGTB40N120FLWG, NGTB25N120FLWG и NGTB15N120FLWG имеют встроенный защитный диод с малым временем восстановления, обладают небольшими потерями переключения и проводимости. Значения рабочего тока — 40, 25 и 15 А соответственно. Эти серии оптимизированы для высокочастотных преобразователей с рабочей частотой порядка 10–40 кГц, в частности, для инверторов и преобразователей для солнечных батарей, источников питания и сварочных аппаратов. Они способны работать в диапазоне температур от –55 до +150 °C.
Серии IGBT с низким напряжением насыщения коллектор-эмиттер (VCE) NGTB30N120LWG, NGTB40N120LWG, диодом с малым временем восстановления и устойчивостью к короткому замыканию (до 10 мкс) ориентированы на управление электродвигателями (рабочая частота — 2–20 кГц).
Для среднечастотных приложений (15–30 кГц), таких как индукционные плиты и микроволновые печи, предлагаются новые серии NGTB30N120IHLWG, NGTB40N120IHLWG, NGTB20N120IHSWG, NGTB30N120IHSWG со сбалансированными показателями потерь переключения и проводимости (табл. 1).
Серия |
Рабочее |
Напряжение |
Максимальный |
Энергия |
Тип корпуса |
NGTB30N60FLWG |
600 |
1,65 |
30 |
|
TO-247-3 |
NGTB30N60FWG |
600 |
1,45 |
30 |
|
TO-247-3 |
NGTB30N60IHLWG |
600 |
1,8 |
30 |
|
TO-247-3 |
NGTB40N60IHLWG |
600 |
2 |
40 |
|
TO-247-3 |
NGTB50N60FLWG |
600 |
1,65 |
50 |
|
TO-247-3 |
NGTB50N60FWG |
600 |
1,45 |
50 |
|
TO-247-3 |
NGTG30N60FLWG |
600 |
1,65 |
30 |
|
TO-247-3 |
NGTG30N60FWG |
600 |
1,45 |
30 |
|
TO-247-3 |
NGTG50N60FLWG |
600 |
1,65 |
50 |
|
TO-247-3 |
NGTG50N60FWG |
600 |
1,45 |
50 |
|
TO-247-3 |
NGTB20N120IHR |
|
|
|
|
TO-247-3 |
NGTB20N135IHR |
|
|
|
|
TO-247-3 |
NGB15N41A |
410 |
1,9 |
15 |
250 |
D2PAK-3 |
NGB18N40A |
400 |
1,8 |
18 |
400 |
D2PAK-3 |
NGB8202A |
400 |
1,3 |
20 |
250 |
D2PAK-3 |
NGB8204A |
400 |
1,8 |
18 |
400 |
D2PAK-3 |
NGB8206A |
350 |
1,3 |
20 |
250 |
D2PAK-3 |
NGB8207AB |
365 |
1,75 |
20 |
500 |
D2PAK-3 |
NGB8207B |
365 |
1,5 |
20 |
500 |
D2PAK-3 |
NGB8245 |
450 |
1,1 |
20 |
158 |
D2PAK-3 |
NGD15N41A |
410 |
1,9 |
15 |
250 |
DPAK-3 |
NGD18N40A |
400 |
1,8 |
18 |
400 |
DPAK-3 |
NGD18N45 |
450 |
2,07 |
18 |
360 |
DPAK-3 |
NGD8201A |
400 |
1,3 |
20 |
250 |
DPAK-3 |
NGD8205A |
350 |
1,3 |
20 |
250 |
DPAK-3 |
NGTB15N120FL |
1200 |
2 |
15 |
|
TO-247-3 |
NGTB15N120IHL |
1200 |
1,8 |
15 |
|
TO-247-3 |
NGTB15N120L |
1200 |
1,8 |
15 |
|
TO-247-3 |
NGTB15N60EG |
600 |
1,7 |
15 |
|
TO-220-3 |
NGTB15N60S1 |
600 |
1,5 |
15 |
|
TO-220-3 |
NGTB20N120IHL |
1200 |
1,8 |
20 |
|
TO-247-3 |
NGTB20N120IHS |
1200 |
2,1 |
20 |
|
TO-247-3 |
NGTB20N120L |
1200 |
1,8 |
20 |
|
TO-247-3 |
NGTB25N120FL |
1200 |
2 |
25 |
|
TO-247-3 |
NGTB25N120IHL |
1200 |
1,85 |
25 |
|
TO-247-3 |
NGTB25N120L |
1200 |
1,85 |
25 |
|
TO-247-3 |
NGTB30N120IHL |
1200 |
1,75 |
30 |
|
TO-247-3 |
NGTB30N120IHS |
1200 |
2 |
30 |
|
TO-247-3 |
NGTB30N120L |
1200 |
1,75 |
30 |
|
TO-247-3 |
NGTB40N120FL |
1200 |
2 |
40 |
|
TO-247-3 |
NGTB40N120IHL |
1200 |
1,9 |
40 |
|
TO-247-3 |
NGTB40N120L |
1200 |
1,9 |
40 |
|
TO-247-3 |
NGTG15N60S1 |
600 |
1,5 |
15 |
|
TO-220-3 |
TIG058E8 |
400 |
4 |
150 |
|
|
TIG065E8 |
400 |
4,2 |
150 |
|
|
TIG067SS |
400 |
3,8 |
150 |
|
|
MOSFET Semiconductor
Компания ON Semiconductor предлагает широкий спектр полевых транзисторов с изолированным затвором как в типовых корпусах SOT‑223-4, D2PAK, так и в компактных 8‑выводных корпусах SOIC и μ8FL (WDFN).
Ключевые особенности этих транзисторов:
- низкое сопротивление канала в открытом состоянии для уменьшения потерь проводимости;
- минимальная величина заряда затвора для снижения потерь переключения;
- малая входная емкость для минимизации потерь в драйвере (табл. 2).
Серия |
Напряжение |
Напряжение |
Ток стока (ID) |
Рассеиваемая |
Сопротивление (RDS(on)) (max) при VGS = 4,5 В, мОм |
Тип корпуса |
p-канальные |
||||||
5LP01C |
-50 |
10 |
-0,07 |
0,25 |
|
|
5LP01S |
-50 |
10 |
-0,07 |
0,15 |
|
|
CPH3356 |
-20 |
10 |
-2,5 |
1 |
137 |
CPH3 |
CPH3360 |
-30 |
20 |
-1,6 |
0,9 |
532 |
|
CPH6355 |
-30 |
20 |
-3 |
1,6 |
276 |
|
MCH3375 |
-30 |
20 |
-1,6 |
0,8 |
523 |
|
NTLUS3A18PZC |
20 |
8 |
8,2 |
1,7 |
18 |
UDFN-6 |
NTR3A30PZ |
20 |
8 |
2,9 |
0,48 |
38 |
SOT-23-3 |
SFT1341 |
-40 |
10 |
-10 |
1 |
112 |
|
SFT1342 |
-60 |
20 |
-12 |
1 |
87 |
|
SFT1350 |
-40 |
20 |
-19 |
1 |
105 |
|
n-канальные |
||||||
2SK4087LS |
600 |
30 |
14 |
2 |
|
|
5LN01S |
50 |
10 |
0,1 |
0,15 |
|
|
ATP401 |
60 |
20 |
100 |
90 |
5,2 |
|
BFL4004 |
800 |
30 |
4,3 |
2 |
|
|
BFL4007 |
600 |
30 |
14 |
|
|
|
EFC4612R (2 в 1) |
24 |
12 |
6 |
1,6 |
45 |
|
EFC6601R (2 в 1) |
24 |
12 |
13 |
2 |
11,5 |
|
EFC6602R (2 в 1) |
12 |
12 |
18 |
2 |
5,9 |
|
MCH3481 |
20 |
9 |
2 |
0.8 |
104 |
|
NDD01N60 |
600 |
30 |
1,5 |
46 |
|
DPAK-3/IPAK-4 |
NDD02N40 |
400 |
20 |
1,7 |
39 |
|
DPAK-3/IPAK-4 |
NDD60N360U1 |
600 |
25 |
11 |
114 |
|
DPAK-3/IPAK-3/IPAK-4 |
NDT01N60 |
600 |
30 |
0,4 |
2,5 |
|
SOT-223-4/TO-261-4 |
NTB6411AN |
100 |
20 |
77 |
217 |
|
D2PAK-3 |
NTD3055-150 |
60 |
20 |
9 |
28,8 |
|
DPAK-3 |
NTD4856N |
25 |
20 |
89 |
2,14 |
6,8 |
DPAK-3 |
NTLJS4114N |
30 |
12 |
7,8 |
3,3 |
35 |
WDFN-6 |
NTLUS4930N |
30 |
20 |
6,3 |
1,65 |
32,3 |
UDFN-6 |
NTMFD4C20N (2 в 1) |
30 |
20 |
27 |
1,97 |
5,2 |
SO-8FL Dual /DFN-8 |
NTNS3164NZ |
20 |
8 |
0,245 |
0,154 |
1500 |
SOT-883 |
NTR4501 |
20 |
12 |
3,2 |
1,25 |
80 |
SOT-23-3 |
NVD5484NL |
60 |
20 |
54 |
100 |
23 |
DPAK-3 |
NVD5490NL |
60 |
20 |
17 |
49 |
85 |
DPAK-3 |
NVMFD5873NL (2 в 1) |
60 |
20 |
58 |
107 |
16,5 |
SO-8FL Dual /DFN-8 |
NVTFS4C05N |
30 |
20 |
102 |
72 |
5,1 |
u8FL/WDFN-8 |
NVTFS4C10N |
30 |
20 |
47 |
33 |
11 |
u8FL/WDFN-8 |
SFT1431 |
35 |
20 |
11 |
1 |
39,5 |
|
SFT1443 |
100 |
20 |
9 |
1 |
275 |
D2PAK 3-LEAD |
SFT1445 |
100 |
20 |
17 |
1 |
126 |
|
SFT1450 |
40 |
20 |
21 |
1 |
56 |
DPAK/TP-FA |
WPH4003 |
1700 |
30 |
3 |
3 |
|
TO-3PF-3L |
Транзисторы в малогабаритных корпусах (3,3×3,3×0,8 мм) с рабочим напряжением до 12–20 В благодаря значительному максимальному току можно с успехом применять в импульсных преобразователях таких устройств, как ноутбуки, переносные компьютеры, принтеры, и в других периферийных устройствах, где одним из критичных факторов является размер.
В новых мощных МОП-транзисторах с рабочим напряжением порядка 40 В используется передовая технология формирования канавок, которая позволяет достигать отличных показателей по току для изделий в стандартной промышленной упаковке DPAK‑4. Эти транзисторы можно с успехом применять в автомобильной электронике, для LCD-подсветки, в светодиодных драйверах, электродвигателях постоянного тока и для синхронных выпрямителей питания, где важны производительность системы и экономия пространства.
Недавно ON Semiconductor анонсировала новый миниатюрный 20‑В p‑канальный MOSFET-транзистор NTNS3A91PZ с коммутируемым рабочим током до 240 мА, оптимизированный для применения в переносной малогабаритной электронной технике [3].
Миниатюрный корпус XLLGA3 нового транзистора с размерами 0,62×0,62×0,4 мм позволяет экономить место на печатной плате, что очень важно для современной портативной техники. При этом NTNS3A91PZ имеет сбалансированное сочетание габаритов и сопротивления открытого канала. Так, при –4,5 В на затворе номинальное сопротивление Rds(on) составит всего 1,1 Ом.
Среди последних новинок ON Semicon-ductor — MOSFET EFC6601R и EFC6602R, также предназначенные для малогабаритных устройств. Транзисторы рассчитаны на работу с напряжениями до 24 и 12 В соответственно, имеют встроенный защитный диод, а отпирающее напряжение при этом всего 2,5 В, что совместимо с наиболее распространенными в мобильных устройствах логическими уровнями.
Представленные новинки открывают ряд семейств MOSFET ON Semiconductor в низкопрофильных корпусах LGA (Land Grid Array), сочетающих в себе удобство монтажа и низкое сопротивление открытого канала.
Заключение
Ассортимент IGBT-транзисторов ON Semiconductor позволяет подобрать оптимальное решение для самого широкого спектра приложений. Так, IGBT с рабочим напряжением до 400 В подходят для применения в плазменных панелях, погрузчиках, сварочных аппаратах. IGTB с рабочим напряжением до 600 В ориентированы на применение в промышленном оборудовании, источниках бесперебойного питания (ИБП), инверторах солнечных батарей, сварочных аппаратах, корректорах коэффициента мощности (ККМ), бытовых приборах, а также для коммутации нагрузки переменного тока.
Высоковольтные IGBT (до 1200 В) найдут применение в схемах управления электродвигателями, инверторах и мощных импульсных источниках питания.
Применение MOSFET-транзисторов улучшает эффективность таких схем, как преобразователи постоянного тока и синхронные выпрямители.
Предлагаемые ON Semiconductor миниатюрные MOSFET предназначены для встраиваемых схем и позволяют эффективно управлять большей мощностью при небольшой занимаемой ими площади.
Более детальную информацию по номенклатуре и параметрам MOSFET и IGBT можно найти на сайте [4] в разделе IGBTs & FETs.
- Полевые транзисторы ON Semiconductor
- IGBT Application Handbook
- NTNS3A91PZ — новый миниатюрный 20V P‑MOSFET от ON Semiconductor
- www.onsemi.com