Kapan Anda menginginkan ESBT (emitor switched bipolar transistor)?

13

Saya baru tahu tentang ESBT, yang tampaknya merupakan gabungan dari BJT dan MOSFET:

ESBT

Ketika saya googled, sebagian besar tautan mengarah ke STMicroelectronics , jadi saya pikir saat ini merekalah satu-satunya produsen.
Saya perhatikan bahwa banyak perangkat bertegangan tinggi (1000V ke lebih dari 2000V), dan beberapa perangkat datang dalam paket yang agak besar,

ISOPAK

meskipun arusnya relatif rendah (yang ini adalah 7A). Harus ada hubungannya dengan aplikasi mereka di sirkuit tegangan tinggi (2200V).

Adakah yang sudah menggunakan salah satunya? Apa keuntungan dari MOSFET (selain itu mungkin tegangannya lebih tinggi)?

stevenvh
sumber
2 hal yang saya perhatikan, di bawah aplikasi-pengelasan dan yang lainnya dalam deskripsi "untuk digunakan dalam konverter flyback induk industri" dan mungkin PDF ini dapat membantu st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_PAPER/…
jsolarski
1
Tautan @ jsolarski kedaluwarsa, di sini ada tautan saat ini: st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/…
jippie
1
Dan lembar data direferensikan dalam pertanyaan: mouser.com/catalog/specsheets/stmicroelectronics_cd00197527.pdf
jippie
Cari tahu tentang ini sambil mencari transistor SMPS yang menarik. Di DigiKey, lihat di bawah Indeks Produk> Produk Semikonduktor Diskrit> Transistor (BJT) - Lajang, dan telusuri "Series" = "ESBC ™". Melihat lembar data Fairchild untuk nomor bagian FJP2145TU, lembar data berjudul "FJP2145", saya melihat beberapa contoh sirkuit yang bagus. Dan mereka menyarankan MOSFET mana yang digunakan. HTH. Berikut tautan langsung ke lembar data: FJP2145 ESBC-Rated NPN Power Transistor

Jawaban:

8

Secara tradisional, MOSFET dapat beralih dengan cepat, tetapi tersedia untuk voltase hingga ca. 800 V atau 1000 V saja. Daya BJT dapat mencapai> 1000 V tetapi tidak secepat.

ESBT tersedia sebagai bagian paket tunggal dari ST, tetapi juga dapat dibuat menggunakan dua transistor diskrit. Itu mengambil keuntungan dari konfigurasi cascode, yang menggabungkan kemampuan perangkat tegangan rendah menjadi sangat cepat dan kemampuan perangkat tegangan tinggi untuk memblokir tegangan besar. Basis BJT ditahan pada tegangan DC sedang, menyebabkan emitornya hanya sedikit kurang dari 1 V di bawahnya. Tegangan emitor rendah ini adalah tegangan maksimum yang harus diblokir oleh MOSFET.

Konsep ini paling baik digambarkan ketika memikirkan proses mematikan: MOSFET harus mengambil hanya sedikit lebih sedikit daripada tegangan basis kecil dari BJT ketika dimatikan dan dengan demikian memotong arus melalui kolektor BJT dan salurannya sendiri. sangat cepat. Setelah arus terputus oleh MOSFET, pengumpul BJT dapat mengambil waktu untuk naik ke tegangan tinggi apa pun yang perlu diblokir (dan sebenarnya tidak membutuhkan banyak waktu lagi karena arus sudah nol ), dan pelambatan efek kapasitansi Miller-nya (collector-to-base) tidak muncul.

Aplikasi tipikal adalah konverter flyback yang bekerja pada bus 400 V (ac) yang diperbaiki, yang berhubungan dengan desain untuk 600 ... 800 V (dc) dan membutuhkan tegangan pemblokiran transistor sebesar 800 V + n * Vout, dengan n menjadi rasio belitan pri: dtk dari transformator dan Vout menjadi tegangan output DC konverter. Setiap kali MOSFET tegangan tinggi tunggal cukup untuk menyelesaikan pekerjaan dalam aplikasi switching, ini kemungkinan besar akan menjadi cara yang lebih ekonomis untuk digunakan - betapapun anggunnya konsep menggunakan keunggulan tipikal dua perangkat berbeda dalam konfigurasi cascode mungkin. . ESBT atau sirkuit MOSFET-dan-BJT serupa adalah topologi niche, dari pengalaman saya.

CATATAN (sunting, Agustus 2012): Tampaknya semua perangkat ESBT ST sekarang ditandai sebagai NRND (tidak disarankan untuk desain baru). Sumber. Benar-benar tidak lama sejak mereka dipresentasikan / dipasarkan di PCIM Europe 2008 .

zebonaut
sumber
VCS(HAIN)
@stevenvh Sepertinya hanya seperti itu: st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/…
mazurnification
@stevenvh - detail lebih lanjut: st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/…
mazurnification
ΩRCS(HAIN)
1
@stevenvh - pada tautan kedua mereka menunjukkan struktur internal. Mereka juga menyebutkan bahwa perangkat dapat menjadi "hybrid" yang merupakan dua struktur terpisah dalam paket tunggal. Juga di DS yang diberikan mereka menunjukkan VCS (ON) [email protected] dan 0.5V@7A yang konsisten dengan tegangan saturasi BJT + resistansi seri. Parameter RCS (ON) mungkin harus diambil dengan butir "pemasaran" garam - nada dengan kata - kata "seri perlawanan setara".
mazurnifikasi
2

Sangat menarik. Saya tidak tahu tentang perangkat ini sebelumnya. Dari tampilan cepat, tampaknya mereka adalah bipolar yang menjalankan konfigurasi basis umum dengan seri FET dengan emitor yang melakukan switching saat ini. Intinya sepertinya Anda mendapatkan operasi tegangan tinggi dari BJT dengan kecepatan FET. Karena BJT tegangan tinggi cenderung memiliki gain yang rendah, itu berarti pasokan basis harus memasok arus yang signifikan, dan harus cukup solid untuk menjaga basis pada tegangan yang tepat untuk meminimalkan penurunan tegangan tetapi tetap menjaga BJT beroperasi sebagai transistor.

Sangat menarik untuk dicatat bahwa untuk banyak aplikasi, transistor emitor bisa menjadi BJT tegangan rendah yang lebih cepat. Sebenarnya saya melakukan ini sekali untuk membuat jalur pemancar AM pada 1MHz. Ini di perguruan tinggi, dan saya tidak memiliki transistor dengan kombinasi tegangan, kecepatan, dan penguatan yang tepat.

Olin Lathrop
sumber
1
Anda tahu tentang hal itu di perguruan tinggi? Sial ... apa yang saya lakukan dengan hidup saya?
NickHalden
@JGord: Saya belajar tentang konfigurasi basis umum di perguruan tinggi, tetapi saya adalah seorang EE mayor (M.eng. EE RPI Mei 1980) sehingga akan ada sesuatu yang salah jika saya tidak melakukannya. Saya belum pernah mendengar tentang emitor beralih transistor bipolar sampai utas ini. @stevenvh terima kasih untuk menunjukkannya.
Olin Lathrop
Kami diajarkan tentang sirkuit cascode di perguruan tinggi juga (ca. 1993 bagi saya), tetapi dalam arti linier (bukan switching sense), di mana konfigurasi membantu mengurangi efek kapasitansi parasit.
Jason S