¿Cuándo quieres un ESBT (transistor bipolar con emisor conmutado)?

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Me acabo de enterar de los ESBT, que parecen ser un híbrido de BJT y MOSFET:

ESBT

Cuando busqué en Google, la mayoría de los enlaces conducían a STMicroelectronics , por lo que creo que actualmente son el único fabricante.
Noté que muchos dispositivos tienen alto voltaje (1000V a más de 2000V), y algunos dispositivos vienen en paquetes bastante grandes,

ISOPAK

a pesar de ser relativamente baja corriente (esta es de 7A). Debe tener que ver con su aplicación en circuitos de alto voltaje (2200V).

¿Alguien ha usado uno de estos todavía? ¿Cuáles son las ventajas sobre un MOSFET (además de quizás el voltaje más alto)?

stevenvh
fuente
Dos cosas que noté, en aplicaciones: soldadura y otra en la descripción "para usar en convertidores de retorno de red industrial" y tal vez este PDF pueda ayudar st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_PAPER/…
jsolarski
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El enlace de @ jsolarski expiró, aquí hay uno actual: st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/…
jippie
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Y la hoja de datos a la que se hace referencia en la pregunta: mouser.com/catalog/specsheets/stmicroelectronics_cd00197527.pdf
jippie
Descubrí esto mientras buscaba interesantes transistores SMPS. En DigiKey, busque en Índice de productos> Productos de semiconductores discretos> Transistores (BJT) - Individuales, y profundice en "Series" = "ESBC ™". Mirando la hoja de datos de Fairchild para el número de pieza FJP2145TU, hoja de datos titulada "FJP2145", vi algunos ejemplos de circuitos excelentes. Y sugieren qué MOSFET usar con él. HTH Aquí está el enlace directo a la hoja de datos: FJP2145 Transistor de potencia NPN con clasificación

Respuestas:

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Tradicionalmente, los MOSFET pueden cambiar rápidamente, pero están disponibles para voltajes de hasta aprox. 800 V o 1000 V solamente. Los BJT de potencia pueden tomar> 1000 V pero no son tan rápidos.

El ESBT está disponible como parte de un solo paquete de ST, pero también se puede hacer usando dos transistores discretos. Aprovecha la configuración de cascode, que combina la capacidad del dispositivo de bajo voltaje de ser muy rápido y la capacidad del dispositivo de alto voltaje para bloquear un voltaje grande. La base del BJT se mantiene a un voltaje de CC moderado, lo que hace que su emisor esté un poco menos de 1 V por debajo de él. Este bajo voltaje del emisor es el voltaje máximo que el MOSFET tiene que bloquear.

El concepto se ilustra mejor cuando se piensa en el proceso de apagado: el MOSFET tiene que tomar solo un poco menos que el pequeño voltaje base del BJT cuando está apagado y, por lo tanto, corta la corriente a través del colector del BJT y su propio drenaje. muy rapido. Una vez que el MOSFET corta la corriente, el colector del BJT podría tomarse su tiempo para elevarse a cualquier voltaje alto que necesite bloquear (y en realidad ya no toma mucho tiempo porque la corriente ya es cero ), y la desaceleración El efecto de su capacitancia Miller (colector a base) no se muestra.

Las aplicaciones típicas son los convertidores de retorno que funcionan en un bus rectificado de 400 V (CA), que se relaciona con un diseño para 600 ... 800 V (CC) y requiere un voltaje de bloqueo del transistor de 800 V + n * Vout, siendo n el La relación de devanado pri: seg del transformador y Vout es el voltaje de salida de CC del convertidor. Siempre que un solo MOSFET de alto voltaje sea suficiente para realizar el trabajo en una aplicación de conmutación, es muy probable que sea el camino más económico, sin importar cuán elegante sea el concepto de usar las ventajas típicas de dos dispositivos diferentes en una configuración de casco. . Los ESBT o circuitos MOSFET-y-BJT similares son una topología de nicho, desde mi experiencia.

NOTA (edición, agosto de 2012): Parece que todos los dispositivos ESBT de ST ahora están marcados como NRND (no recomendado para un nuevo diseño). Fuente. Realmente no hace mucho tiempo desde que se presentaron / comercializaron en PCIM Europe 2008 .

zebonaut
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VCS(Onorte)
@stevenvh Parece que es solo eso: st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/…
mazurnificación
@stevenvh - más detalles: st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/…
mazurnificación
ΩRCS(Onorte)
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@stevenvh: en el segundo enlace mostraron una estructura interna. También mencionan que el dispositivo podría ser "híbrido", es decir, dos estructuras separadas en un solo paquete. También en el DS dado muestran VCS (ON) = [email protected] y 0.5V@7A que es consistente con el voltaje de saturación BJT + resistencia en serie. El parámetro RCS (ON) probablemente debe tomarse con el grano de sal de "comercialización" - tenga en cuenta la frase "resistencia en serie equivalente".
mazurnificación
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Muy interesante. No sabía sobre estos dispositivos antes. De un vistazo rápido, parece que son una ejecución bipolar en una configuración básica común con el FET en serie con el emisor haciendo la conmutación actual. El punto parece ser que obtienes la operación de alto voltaje del BJT con la velocidad del FET. Dado que los BJT de alto voltaje tienden a tener baja ganancia, significa que el suministro de la base debe suministrar una corriente significativa y debe ser bastante sólido para mantener la base en el voltaje correcto para minimizar la caída de voltaje, pero aún así mantener el BJT funcionando como un transistor.

Es interesante observar que, para muchas aplicaciones, el transistor emisor también podría ser un BJT de bajo voltaje de conmutación más rápido. De hecho, hice esto una vez para hacer un transmisor AM de línea portadora a 1MHz. Esto fue en la universidad, y no tenía transistores con la combinación correcta de voltaje, velocidad y ganancia.

Olin Lathrop
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¿Sabías sobre eso en la universidad? Mierda ... ¿qué estoy haciendo con mi vida?
NickHalden
@JGord: Aprendí acerca de la configuración de base común en la universidad, pero era estudiante de EE (M.eng. EE RPI, mayo de 1980), por lo que habría habido algo malo si no lo hubiera hecho. No había oído hablar de transistores bipolares con emisor hasta este hilo. @stevenvh gracias por señalarlos.
Olin Lathrop
También nos enseñaron sobre los circuitos de cascode en la universidad (alrededor de 1993 para mí), pero en un sentido lineal (sin sentido de cambio), donde la configuración ayuda a reducir el efecto de la capacitancia parásita.
Jason S