КОСМОДРОМ - Электронные компоненты для разработки и производства - Харьков - Украина


 


Как купить...     

Склад обновлен: 23 апреля 2019 г

ICQ: 624305018
 

 

EnglishRussianUkrainian

Случайный товар: STM32F405ZGT6 - Микроконтроллер серии STM32F4
ARMCortexM4 168МГцб 1Мб флэшб 192кб ОЗУ 2xCAN, USB HS OTG

Перейти в корзину

 

Компания International Rectifier (IR) является признанным мировым лидером в разработке и производстве MOSFET-транзисторов. Отличительной особенностью MOSFET-транзисторов последних лет является сочетание ультранизкого сопротивления открытого канала и высокие динамические характеристики. В статье рассматриваются новые изделия, пополнившие линейку N-канальных MOSFET в последнее время.


International Rectifier
Перечень поставляемой продукции

Выпускаемые в течение последних лет MOSFET-транзисторы в корпусах с высокой тепловой эффективностью DirectFET [1], [2] являются визитной карточкой компании IR, подтверждающей ее лидерство в этом сегменте рынка силовой электроники. Отдавая должное безусловной перспективности этой технологии, необходимо отметить, что новые изделия силовой электроники, выпущенные в традиционных стандартных корпусах (как для поверхностного, так и для выводного монтажа), также будут востребованы рынком на протяжении длительного времени.

  Технология TrenchFET полевых транзисторов нового поколения

Традиционно мощные MOSFET-транзисторы выпускались по так называемой планарной технологии. Начиная с 2000-х годов компания International Rectifier предлагает на рынок транзисторы, изготовленные по новой, траншейной (Trench) технологии. Не углубляясь в тонкости микроэлектроники, отметим основное различие - затвор TrenchFET-транзистора выполнен не в виде наслоения на пластину, а в виде канавки или траншеи, что иллюстрируется рисунком 1.

 

Структура N-канальных MOSFET-транзисторов, выполненных по планарной

 

Рис. 1. Структура N-канальных MOSFET-транзисторов, выполненных по планарной
и Trench-технологиям 

Это позволяет, с одной стороны, добиться более высокой плотности размещения элементов, с другой - снизить сопротивление открытого канала RDS(ON) и уменьшить значение заряда затвора QG.

Кристалл силового MOSFET-транзистора характеризуется двумя обобщенными показателями качества:

1. Удельное сопротивление канала RхAA (произведение сопротивления открытого канала на площадь активной зоны ячейки). Он характеризует компактность и цену кристалла.

2. Комплексный показатель потерь RхQG (произведение сопротивления открытого канала на заряд затвора). Показатель учитывает уровень потерь проводимости и потерь переключения.

Динамика изменения этих параметров на примере 30-вольтовых MOSFET-транзисторов IR представлена на рисунке 2 (индексы 4,5 обозначают, что значение сопротивления открытого канала дано для управляющего напряжения на затворе VGS = 4,5 В).

 

Эволюция показателей качества 30-вольтовых N-канальных MOSFET-транзисторов

 

Рис. 2. Эволюция показателей качества 30-вольтовых N-канальных MOSFET-транзисторов
компании IR

 

Benchmark MOSFET-транзисторы компании International Rectifier

Чтобы не запутаться в иностранных терминах, уточним, что TrenchFET - это технология, по которой выполнен транзистор, а упомянутая выше DirectFET - технология корпусирования. Одно не мешает другому.

Benchmark MOSFET - это не некая новая технология, а своего рода «знак качества». То есть отнесение изделия к этой категории говорит о том, что по своим параметрам оно соответствует лучшим изделиям в отрасли и является «эталонным в своем классе».

Для чего это нужно? В настоящий момент IR выпускает более 170 N-канальных транзисторов со статусом Active (стадия активного действующего производства) только в корпусе TO-220AB (не считая снимаемых с производства и тех, которые не рекомендованы к применению в новых разработках). Одних только 100-вольтовых транзисторов - почти 30 наименований. Оптимальный выбор требуемой модели становится для разработчика проблемой. В этом смысле индекс Benchmark MOSFET - подсказка, что данное изделие по совокупности показателей является предпочтительным.

Выбор MOSFET-транзистора обычно проводят по следующим основным показателям:

1. Пробивное напряжение VBRD - максимальное напряжение между выводами стока и истока при закрытом состоянии транзистора.

2. Ток стока ID - максимальное значение тока, протекающее по каналу «исток-сток» при открытом состоянии транзистора. Обращаем внимание: значение зависит от температуры кристалла, поэтому в спецификациях (datasheet) указываются не только значения для нескольких точек (обычно 25 и 100°С), но и приводится график зависимости.

3. Сопротивление открытого канала «исток-сток» RDS(ON). Опять же обращаем внимание: параметр зависит от величины управляющего напряжения «затвор-сток» VGS. Как правило, максимальное значение этого напряжения лежит в пределах 12...20 В. Но пороговое напряжение, при котором через канал начинает протекать ток, будет ниже (1,5...4 В). В спецификациях даются, как правило, значения для точек 4,5 и 10 В.

4. Заряд затвора QG. Характеризует величину входной емкости транзистора (то есть, сумму паразитных емкостей «затвор-сток» и «затвор-исток» CGD + CGS), напрямую влияющей на время включения-выключения транзистора.

5. Цена.

Первые два параметра являются, по сути, начальными условиями выбора и вытекают из требований технического задания на узел. Зная требования схемы и заложив разумный запас, разработчик определяет допустимый диапазон этих значений и, как следствие, список изделий, допустимых для применения в его разработке.

Остальные три параметра - атрибуты конкретного изделия. Значение сопротивления открытого канала непосредственно связано с теплом, которое будет рассеиваться на приборе. Отсюда - наличие или отсутствие радиатора, сложные или простые механизмы отвода тепла, большие или малые габариты и, как следствие, высокая или низкая цена конечного прибора.

Значение заряда затвора определяют динамические характеристики узла, то есть максимально возможную частоту коммутации нагрузки. Для каких-то приложений это может быть не очень критично. Но, например, для импульсных источников питания - весьма важно. Кроме того, длительные переходные процессы увеличивают энергопотребление и, следовательно, выделяемое тепло.

Вывод: минимизация комплексного показателя потерь RЧQG - необходимое условие правильного выбора. И цена не должна быть выше.

Компания International Rectifier не только позиционирует изделия из категории «эталонных» как оптимальное решение для новых разработок, но и рекомендует их в качестве прямой замены ранее выпущенным изделиям, как собственным (не обязательно снимаемым с производства), так и изделиям других производителей. Здесь необходимы пояснения. Под «прямой заменой» разработчики привыкли понимать изделие, идентичное заданному по электрическим, механическим и климатическим параметрам. То есть, прямой аналог. Возникает вопрос: откуда прямой аналог новому изделию с «лучшими в своем классе» параметрами? В нашем случае под «прямой заменой» надо понимать следующее: изделие из категории «эталонных» может быть использовано вместо применяемых ранее без корректировки схемы и изменения конструкции. То есть, замена не повлияет на «электрические» режимы работы схемы, и при этом выделяемое тепло будет меньше, а динамические характеристики - не хуже.

В материалах компании IR [3] представлена номенклатура «эталонных» Benchmark MOSFET-транзисторов компании IR.

Перейдем к рассмотрению новинок.

  Серия «эталонных» 30-вольтовых MOSFET-транзисторов для индустриальных приложений

В августе 2009 года компания International Rectifier объявила о выпуске четырех новых 30-вольтовых MOSFET-транзисторов для индустриальных приложений в корпусе TO-220AB: IRLB8721*, IRLB8743, IRLB8748 и IRLB3813. Транзисторы относятся к самому новому поколению приборов IR, выполненных по Trench-технологии. Изделия ориентированы для применения в источниках бесперебойного питания, инверторах, низковольтных электроприборах, ORing-приложениях. Крайне низкие значения заряда затвора позволяют новым устройствам увеличить срок автономной работы от батареи в источниках бесперебойного питания или электроприборах. Компания IR утверждает, что новые MOSFET-транзисторы являются прямыми заменами или обновлениями существующих 30-вольтовых устройств в корпусе TO-220AB. Рассмотрим линейку 30-вольтовых N-канальных транзисторов (технические характеристики приведены в таблице 1) и сравним параметры новых и ранее выпущенных приборов.

Таблица 1. Линейка 30-вольтовых N-канальных MOSFET-транзисторов компании IR 

Модель

VBRD, max, В

VGS, max, В

RDS(ON), max, мОм

ID, А

QG, typ, нК

RxQ, мОм х нК

IRL2703

30

16

40,0

24

10,0

400

IRL3303

30

16

26,0

34

17,3

450

IRL3103

30

16

12,0

56

22,0

264

IRF3707Z

30

16

9,5

59

9,7

92

IRLB8721

30

20

8,7

62

7,6

66

IRF3707

30

20

12,5

62

19,0

238

IRF3708

30

12

12,0

62

24,0

288

IRF3709Z

30

20

6,3

87

17,0

107

IRF3709

30

20

9,0

90

27,0

243

IRLB8748

30

20

4,8

92

15,0

72

IRL2203N

30

16

7,0

100

40,0

280

IRL8113

30

20

6,0

105

23,0

138

IRL3803

30

16

6,0

120

93,3

560

IRL3803V

30

16

5,5

140

50,7

279

IRLB8743

30

20

3,2

150

36,0

115

IRL7833

30

20

3,8

150

38,0

144

IRL3713

30

20

3,0

200

75,0

225

IRF3703

30

20

2,8

210

209,0

585

IRF1503

30

20

3,3

240

130,0

429

IRLB3813

30

20

2,0

260

57,0

111

IRF2903Z

30

20

2,4

260

160,0

384

Мы видим что, четверка новых приборов дифференцирована по величине коммутируемого тока: до 60, 90, 150 и 260 А, что позволяет производителю выбрать оптимальный для своего изделия прибор.

Транзистор IRLB8721 может рассматриваться в качестве замены следующих изделий: IRL3103, IRL3707, IRL3707Z и IRL3708. Мы видим, что новый прибор имеет лучшие значения как по сопротивлению открытого канала, так и по заряду затвора. Комплексный показатель потерь улучшен на 30% по сравнению с IRL3707Z и снижен в 3,5...4 раза по сравнению с остальными приборами. Что касается цены: IRLB8721 дешевле в 2,2...2,5** раза.

Транзисторы с коммутируемым током до 90 А в линейке IR были представлены изделиями IRF3709Z и IRF3709. Среди новых приборов им соответствует IRLB8748. Значение комплексного показателя потерь снижено в 1,5 и 3,4 раза, соответственно. Цена - в 2,3 и 2,6 раза.

Среди изделий с коммутируемым током до 150 А новый транзистор IRLB8743 может заменить IRL3803V и IRL7833. Комплексный показатель потерь снижен в 1,2 и 2,4 раза, а цена - в 2,2 и 2,6 раза, соответственно.

И наконец, среди изделий с током до 260 А сравним IRLB3813 с IRF1503 и IRF2903Z. Комплексный показатель потерь снижен в 3,9 и 3,5 раза, а цена - в 1,8 и 2,3 раза, соответственно.

Новые «эталонные» 150- и 200-вольтовые MOSFET-транзисторы

Также в августе 2009 года компания International Rectifier анонсировала новые 150- и 200-вольтовые MOSFET-транзисторы: IRx4615 и IRx4620, соответственно. Транзисторы выпускаются в корпусе D2-Pak для поверхностного монтажа (префикс IRFS) и корпусах для пайки в отверстие TO-220AB и TO-262 (префиксы IRFB и IRFSB, соответственно). Они коммутируют ток до 35 и 25 А, характеризуются крайним низким значением заряда затвора и предназначаются для индустриальных приложений, таких как импульсные источники питания, источники бесперебойного питания, инверторы, приводы двигателей постоянного тока.

Кроме того, International Rectifier выпустила транзисторы IRx5615 и IRx5620, основные параметры которых аналогичны IRx4615 и IRx4620. Транзисторы IRx56xx специально разработаны для приложений цифрового звуковоспроизведения, в частности, для усилителей звуковой частоты класса D. Их параметры оптимизированы с целью повышения КПД усилителя, снижения уровеня электромагнитных помех и нелинейных искажений.

Рассмотрим линейки 150- и 200-вольтовых транзисторов IR (технические характеристики которых приведены в таблице 2) и сравним параметры новых и ранее выпущенных приборов.

Таблица 2. Линейка 150- и 200-вольтовых MOSFET-транзисторов (корпус TO-220AB) 

Модель VBRD, max, В VGS, max, В RDS(ON), max, мОм ID, А QG, typ, нК RxQ, мОм х нК

IRL3215

150

16

166

12

21

3436

IRFB4019

150

20

95

17

13

1235

IRF3315

150

20

70

21

63

4431

IRFB23N15D

150

30

90

23

37

3330

IRFB33N15D

150

30

56

33

60

3360

IRFB4615

150

20

39

35

26

1014

IRFB5615

150

20

39

35

26

1014

IRFB41N15D

150

30

45

41

72

3240

IRF3415

150

20

42

43

133

5599

IRFB52N15D

150

30

32

60

60

1920

IRFB61N15D

150

30

32

60

95

3040

IRFB4321

150

30

15

83

71

1065

IRFB4115

150

20

11

104

77

847

IRF630N

200

20

300

9

23

6990

IRFB17N20D

200

30

170

16

33

5610

IRFB4103

200

30

165

17

25

4125

IRFB4020

200

20

100

18

18

1800

IRF640N

200

20

150

18

45

6705

IRFB23N20D

200

30

100

24

57

5700

IRFB4620

200

20

73

25

25

1813

IRFB5620

200

20

73

25

25

1813

IRFB31N20D

200

30

82

31

70

5740

IRFB42N20D

200

30

55

43

91

5005

IRFB38N20D

200

30

54

44

60

3240

IRFB260N

200

20

40

56

150

6000

IRFB4227

200

30

26

65

70

1820

IRFB4127

200

20

20

76

100

2000

Анализ таблицы показывает, что новые приборы IRFB4615 и IRFB5615 могут быть предложены в качестве замены таким изделиям, как IRFB33N15D и IRFB41N15D, а IRFB4620 и IRFB5620 - для замены транзистора IRFB23N20D. Однако отметим, что максимально допустимое значение управляющего напряжения VGS у новых приборов равно 20 В (вместо 30 В у ранее выпускавшихся). Следовательно, анализ электрической схемы все же необходимо провести. Вывод: комплексный показатель потерь снижен в три и более раз. Цена IRFB46xx незначительно, но - ниже, чем у предыдущих изделий. Для IRFB56xx экономия составляет 30...40%. 

Небольшое отступление от темы

Возникает вполне разумный вопрос. Если новые изделия имеют лучшие параметры и дешевле, то в чем смысл тех изделий, с которыми мы их сравнивали? Какова их ниша?

Заметим, эти изделия были разработаны пять и более лет назад и их характеристики соответствовали тому моменту времени. Кроме того, компания IR проводит политику фокусирования усилий на тех направлениях, где она имеет преимущества перед другими производителями компонентов силовой электроники. Именно массированное внедрение технологии TrenchFET в новых изделиях позволило скачкообразно улучшить технические характеристики и снизить себестоимость.

Что касается ниши ранее разработанных транзисторов, необходимо определить, идет ли речь о новых разработках или о прямой замене на Benchmark MOSFET в серийно выпускаемых потребителем изделиях.

Причин использовать ранее выпущенные транзисторы в новых разработках, вероятно, нет, кроме каких-то очень специфичных изделий и очень специфичных параметров.

Что касается прямой замены, для серьезного конечного производителя это связано, как минимум, с корректировкой конструкторской документации. Если заменяемая позиция в изделии не является ценообразующей, то овчинка может не стоить выделки. Для ответственных применений (военная техника и не только) подобная замена может повлечь за собой проведение повторных испытаний, подтверждающих выполнение требований технического задания, или подтверждение тактико-технических характеристик. А это - затраты, и серьезные. Собственно, в этом и заключается ответ на вопрос о нише «ранних» изделий.

Вывод: целесообразность применения «эталонных» изделий в новых разработках сомнения не вызывает. Возможность использования их прямой замены не вызывает сомнений с технической точки зрения, но требует вдумчивого анализа с точки зрения финансовой.

Заключение

В линейке MOSFET-транзисторов International Rectifier выделена категория Benchmark MOSFET - «изделия с эталонными в своем классе параметрами». То есть, те изделия, в которых соотношения «качество - технические характеристики - цена» позволяют отнести их не только к лучшим в номенклатуре IR, но и к лучшим в отрасли.

Качество (то есть, надежность изделий и соответствие их заявленным параметрам) продукции IR сомнений не вызывает. Не умаляя достоинств других производителей и их продукции, нельзя не согласиться - International Rectifier является мировым лидером в производстве элементной базы для силовой электроники.

Разработка технологии TrenchFET и внедрение ее в новых изделиях позволило добиться образцовых технических характеристик для тех параметров (сопротивление открытого канала и заряд затвора), которые в первую очередь влияют на потребительские свойства приборов. Это достигнуто не только без увеличения цен на продукцию, но и при существенном снижении цены в новых изделиях.

 

 

Поставляемые компоненты











ATmega STM32 ADUM MAX232 GAINTA Светодиодные лампы Источники питания CREE International Rectifier stm8 G5LA RS-232 Драйвер светодиода RS-485 USB ATTINY CORTEX JTAG Плата SENSOR Honeywell Talema Программатор OMRON G2RL Sumida Analog Devices WINSTAR Радиаторы  G6D LUKEY MAXIM MDR STTH EEPROM NXP Индикаторы AVR GEYER IRF IRG4 G2R IGBT GPS GSM G6K MICRA Контактная плата Microchip TDA CTQ DISCOVERY резонатор G5LE ADM485 паяльник RASPBERRY линза ГЕРКОН Осциллограф P10CU RCH TNY TOP ХИМИЯ SMARTPROG2 G6Y металлоискатель WAGO DEGSON DSO QUAD MP-S300B ИОНИСТОР arduino BNC Варистор Прожектор CHRONOS Клавиатура supersilent тумблер соленоид strada chemet RJ-45 c8051 BOURNS G6R 91sam7s G5NB ATMEL ALPR Sunon EPM G5Q sonar G6B MSP430 UDS HIH LPC zl320 AD711 7805 STP JADE II PTC D-SUB MAX44 sim900 uni-s UNI-M Allegro cosmo pic24 ATXmega TMS320 переключатель датчик тока датчик усилия 1N4007 ds18b20 Батарейный отсек шаговый двигатель сервопривод AT89C AT89S AT90PWM AT90CAN AT90USB AT91SAM DRP разрядник bourns Texas Instruments АКЦИЯ XML-2 HE-1202 EPS-15 Детектор газа OSRAM sht 3590s cny arpl lmv mc33 ST-LINK rail-to-rail BEEPROG корпус герметичный hf41f pinguino pickit TFT Bright LED WIELAND STM32VLDISCOVERY TE Connectivity skkt TR91 EPM3 M24LR-DISCOVERY NCR Держатель светодиода SMAJ WG12864 Индикаторный светодиод zl322 TIP Радиатор ADG TLP WG320240 TACT 74LVC RS-15 PIC16 NS25 MOC MMBT MPSA MCDR P6KE STM32F4 TFM CXA2011 MC34 MBRS SMBJ MURS MBRA 78L05 KXO-210 FTDI KBPC IRLR IRFP AT24 P10AU ACS712 SN74HC G5V 78L12 LM358 IRF3205 LM2575 BT137 AD7705 WH1602 78L12 3842 TECAP PIC18 G6Z PC817 STM32F3 MPX MCP6 WH1604 KX-3H FNR CDRH BT134 STW R16110 PIC10 1.5ke zl201 AT45 BTA DEGSON DS13 EmKit STM32F1 XML SMCJ ULN2803 TPIC CNC Driver Лента 5050 RUEF hcpl HEF HFA IDC IRFZ MBR XBDA MCP M-PCB NCP TFF Хлорное железо P6AU ULN2003 NES WH2004 HCF ToyoLED BTB ADM 3296 LM317 PIC12 NS39 MUR L78xx KSDA ISO7 IRLZ IR21xx HopeRF XTEA STM32F0 24C16 KX-K LM324 Стеклотекстолит KX-49 IRLML Энкодер RXEF NTC NE5532 LM1117 MJE LMX Лента светодиодная RFM qss960 POSITIV 20 zl210 STM32F2 E30361 BZV55 G6S BAV99 zl262 CYNEL Мастер Кит zl263 MOSFET Двигатели POLOLU EEMB EPCOS solar sma  ON Semiconductor National Fairchild FreeScale WIZNET Vishay ZETEX AVAGO RGB wdr

^ Наверх

Электронные компоненты для разработки и производства. Харьков, Украина

  Украинский хостинг - UNIX хостинг & ASP хостинг

радиошоп, radioshop, радио, радиодетали, микросхемы, интернет, завод, комплектующие, компоненты, микросхемы жки индикаторы светодиоды семисегментные датчики влажности преобразователи источники питания тиристор симистор драйвер транзистор, диод, книга, приложение, аудио, видео, аппаратура, ремонт, антенны, почта, заказ, магазин, интернет - магазин, товары-почтой, почтовые услуги, товары, почтой, товары почтой, каталог, магазин, Internet shop, база данных, инструменты, компоненты, украина, харьков, фирма Космодром kosmodrom поставщики электронных компонентов дюралайт edison opto светодиодное освещение Интернет-магазин радиодеталей г.Харьков CREE ATMEL ANALOG DEVICES АЦП ЦАП