Транзистор «от шефа»: особенности IGBT компании STMicroelectronics

30 ноября 2011

В начале 1980-х годов была создана полупроводниковая технология, объединяющая преимущества высокого входного сопротивления МОП-транзисторов и низкого сопротивления и малого времени переключения биполярных транзисторов. Выпускаемые по этой технологии приборы получили название «биполярный транзистор с изолированным затвором» (Insulated Gate Bipolar Transistors, IGBT). Транзисторы быстро заняли достойное место на рынке приложений, для которых требовалось большой рабочий ток (десятки Ампер), высокое рабочее напряжение (400 В и более) и высокая частота переключения (более 100 кГц). Основными производителями IGBT-транзисторов являются компании IR, Fairschild, Infineon и ST.

В данной статье будут рассмотрены принципы работы IGBT-транзисторов, IGBT транзисторы компании ST и интеллектуальные силовые модули компании ST, основанные на IGBT-транзисторах.

 

Что такое IGBT-транзисторы?

Биполярные транзисторы с изолированным затвором — это приборы на неосновных носителях заряда с высоким входным импедансом, характерным для полевых транзисторов, и большим допустимым током в открытом состоянии, характерным для биполярных транзисторов. Большинство разработчиков рассматривают IGBT как приборы с входными характеристиками МОП-транзисторов и выходными характеристиками биполярных транзисторов, которые объединены в управляемый напряжением биполярный транзистор. Транзисторы со структурой IGBT были созданы, чтобы использовать преимущества силовых MOSFET и биполярных транзисторов. В результате появились приборы с функциональной интеграцией силовых MOSFET и биполярных транзисторов в монолитном виде. IGBT соединяют в себе лучшие качества обоих типов.

IGBT можно использовать во многих приложениях силовой электроники, особенно в драйверах систем управления с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) для сервомоторов и трехфазных асинхронных двигателей, для которых требуется большой динамический диапазон управления и малый уровень электромагнитных помех. Кроме того, IGBT можно использовать в источниках бесперебойного питания (ИБП, UPS), импульсных источниках питания (SMPS), и других силовых схемах, для которых требуется высокая частота переключения. IGBT позволяют улучшить динамическую производительность и эффективность, и уменьшают уровень электромагнитных излучений. Они великолепно подходят для схем конвертеров, работающих в резонансном режиме.

Доступны IGBT, оптимизированные как для низких значений потерь, связанных с конечной проводимостью, так и для низких значений потерь, связанных с зарядом переключения.

IGBT, по сравнению с силовыми MOSFET и биполярными транзисторами имеют следующие основные преимущества:

1. В открытом состоянии из-за модуляции проводимости они имеют очень маленькое падение напряжения и чрезвычайно большую допустимую плотность. Возможность изготовления транзисторов в миниатюрных корпусах значительно снижает их стоимость.

2. Малая мощность управления и простая схема управления за счет МОП-структуры входного каскада. Обеспечивают возможность более простого управления, чем для приборов с токовым управлением (тиристор, биполярный транзистор) в высоковольтных и высокочастотных приложениях.

3. Широкая область надежной работы (SOA). Приборы имеют большую возможность проводить ток по сравнению с биполярными транзисторами. Кроме того, транзисторы хорошо проводят ток в прямом направлении и практически не проводят в обратном.

 

Основные недостатки IGBT:

1. Скорость переключения ниже, чем у силовых MOSFET и выше, чем у биполярных транзисторов. При закрывании транзистора ток коллектора имеет хвост за счет небольшой проводимости, вызванной малой скоростью закрывания.

2. Возможность «защелкивания» из-за внутренней тиристороподобной PNPN-структуры.

IGBT-структура пригодна для повышения значения запирающего напряжения (напряжение отсечки). В случае силовых MOSFET с увеличением напряжения отсечки резко растет сопротивление канала транзистора в открытом состоянии из-за увеличения удельного сопротивления и ширины области дрейфа носителей заряда, необходимой для поддержания высокого рабочего напряжения. По этим причинам обычно избегают разрабатывать силовые MOSFET, рассчитанные на большой допустимый ток, с высоким значением запирающего напряжения. Напротив, для IGBT удельное сопротивление области дрейфа носителей заряда существенно уменьшается за счет высокой концентрации инжектированных носителей заряда вызванных протеканием тока в открытом состоянии. Прямое падение напряжения на области дрейфа начинает зависеть от ее толщины и не зависеть от начального удельного сопротивления.

 

Устройство IGBT транзистора

Транзисторы IGBT объединяют преимущества силовых MOSFET и биполярных транзисторов. Упрощенно можно считать, что структура IGBT является комбинацией двух приборов. Как показано на рисунке 1, на входе IGBT имеется структура MOS-затвора, а на выходе — структура PNP-транзистора с широкой базой.

 

Схематическое представление N-канального IGBT

 

Рис. 1. Схематическое представление N-канального IGBT

 

Управляющий базовый ток для PNP-транзистора поступает из канала входного MOSFET. Кроме PNP-транзистора, имеется еще и NPN-транзистор, который предназначен для деактивации короткого замыкания между базой и эмиттером за счет слоя металла, образующего исток MOSFET. Четырехслойная структура PNPN, получающаяся от комбинации PNP и NPN транзистора формирует структуру тиристора, которая приводит к возможности «защелкивания». В отличие от мощного MOSFET-транзистора, IGBT не имеет интегрального обратно смещенного диода, который в MOSFET-транзисторах существует паразитно, и поэтому в случае необходимости в IGBT в транзистор вводится быстрый диод.

 

Технологии PT и NPT изготовления IGBT-транзисторов

IGBT называется PT (punch-through) или асимметричным, если имеется N+ буферный слой между P+ подложкой и N- областью дрейфа. В противном случае, он называется NPT (non-punchthrough) или асимметричным IGBT. N+ буферный слой увеличивает скорость выключения транзистора путем уменьшения инжекции неосновных носителей заряда и увеличения скорости рекомбинации при переключении транзистора. Кроме того, вероятность «защелкивания» также уменьшается за счет уменьшения коэффициента усиления по току PNP-транзистора. Основная проблема состоит в том, что увеличивается падение напряжения на открытом транзисторе. Однако толщину дрейфовой области N- можно уменьшить путем подачи напряжения прямого смещения. В результате уменьшится падение напряжения на открытом транзисторе. Следовательно, PT-IGBT имеют более удачные характеристики по сравнению с NPT-IGBT в отношении скорости переключения и прямого падения напряжения. В настоящее время большинство серийных IGBT выпускается по PT-IGBT технологии. Возможности прямого и обратного запирания IGBT приблизительно равны, поскольку определяются толщиной и удельным сопротивлением одного и того же дрейфового слоя N-. Обратное напряжение для PT-IGBT транзистора, который содержит буферный слой N+ между подложкой P+ и областью дрейфа N-, уменьшается до десятков вольт из-за наличия высоколегированных областей с обеих сторон зоны J1.

Ряд IGBT, изготавливающихся без буферного слоя N+, называются NPT (non-punch through) IGBT, в то время как транзисторы, у которых присутствует данный слой, называются PT (punch-through) IGBT. При правильном выборе степени легирования и толщины буферного слоя, его присутствие может значительно увеличить производительность транзисторов. Несмотря на физическое сходство, работа IGBT больше напоминает работу мощного биполярного транзистора, чем мощного MOSFET. Это происходит из-за того, что слой подложки P+ (инжекционный слой) отвечает за инжекцию неосновных носителей заряда в область дрейфа N-, что приводит к модуляции удельного сопротивления.

Технологически транзистор IGBT получают из транзистора MOSFET путем добавления еще одного биполярного транзистора структуры PNP. Эквивалентная крутизна IGBT значительно превышает крутизну MOSFET, и ее значением можно управлять на этапе изготовления IGBT. Еще одним достоинством IGBT является значительное снижение (по сравнению с MOSFET) последовательного сопротивления силовой цепи в открытом состоянии. Благодаря этому снижаются тепловые потери на открытом транзисторе.

По результатам исследований было выяснено, что у IGBT отсутствует участок вторичного пробоя, характерный для обычных биполярных транзисторов. Быстродействие IGBT ниже, чем у MOSFET, но выше, чем у биполярных транзисторов, поэтому их используют на частотах порядка 100 кГц. Ограничение скорости переключения IGBT кроется в конечном времени жизни неосновных носителей в базе PNP-транзистора. Накопленный в базе PNP-транзистора заряд вызывает характерный «хвост» тока при закрывании IGBT. Причина этого заключается в том, что как только имеющийся в составе IGBT-транзистора MOSFET закрывается, в силовой цепи начинается рекомбинация неосновных носителей заряда, которая предшествует возникновению «хвоста». Этот «хвост» служит причиной основных тепловых потерь и требует введения так называемого «мертвого времени» в схемах управления мостовыми и полумостовыми инверторами. Поскольку база PNP-транзистора сделана недоступной извне, то меры по уменьшению «хвоста» можно принять только на этапе изготовления транзистора. На рисунке 2 показана упрощенная схема полумостового инвертора.

 

Упрощенная схема полумостового инвертора

 

Рис. 2. Упрощенная схема полумостового инвертора

 

IGBT-транзисторы компании ST

Все выпускаемые компанией ST IGBT транзисторы можно разделить на три основные категории:

1. IGBT с рабочим напряжением 400 В для силовых инверторов,

2. IGBT с рабочим напряжением 600 В для мостовых и полумостовых драйверов управления электродвигателями в стационарных устройствах,

3. IGBT с рабочим напряжением 900…1300 В для силовых модулей и систем управления электродвигателями электромобилей.

Наиболее массовой является категория транзисторов с рабочим напряжением 600 В.

В таблицах 1, 2, 3 показаны характеристики некоторых IGBT каждой из указанных категорий.

Таблица 1. IGBT с рабочим напряжением 400 В  

Наименование Напря-жение коллектор-эмиттер (Vces) max, В Ток кол-лектора (I_C) (@ Tc = 100°C) max, А Vce(sat)
(при Tc = 125°C) тип., В
Ток кол-лектора(IC_DC) (@ Vce(sat)) тип., А Потери на пере-ключение (Eoff) (при Tc=125°C) тип, мДж Анти парал-лельные диоды Частота переклю-чения max, кГц Рассеива-емая мощность(PD) max, Вт Тип корпуса
STGB10NB37LZ 410 10 1,3 20 8,7 1 125 D2PAK
STGP10NB37LZ 410 10 1,3 20 8,7 1 125 TO-220
STGB10NB40LZ 410 10 1,3 20 8,7 1 150 D2PAK
STGB18N40LZ 390 30 1,3 10 1 125 D2PAK; TO-220
STGD18N40LZ 390 25 1,3 10 1 125 DPAK; IPAK
STGP18N40LZ 390 30 1,3 10 1 150 TO-220
STGB20NB37LZ 400 20 1,3 20 17,8 1 200 D2PAK
STGB20NB41LZ 410 20 1,3 20 18,4 1 200 D2PAK
STGB35N35LZ 350 30 1,35 < /font> 15 1 176 D2PAK; TO-220
STGP35N35LZ 350 30 1,35 15 1 176 TO-220

 

Таблица 2. IGBT с рабочим напряжением 600 В и током более 50 А  

Наименование Напря-жение коллектор-эмиттер (Vces) max, В Ток кол-лектора (I_C) (@ Tc = 100°C) max, А Vce(sat) (при Tc = 125°C) тип., В Ток кол-лектора(IC_DC) (@ Vce(sat)) тип., А Потери на пере-ключение (Eoff) (при Tc=125°C) тип, мДж Анти парал-лельные диоды Частота переклю-чения max, кГц Рассеива-емая мощность (PD) max, Вт Тип корпуса
STGE50NC60VD 600 50 1,7 40 1.4 Ultra Fast 50 260 ISOTOP
STGE50NC60WD 600 50 1,9 40 0,9 Ultra Fast 100 260 ISOTOP
STGW50H60DF 600 50 2,1 50 1,1 Ultra Fast 50 360 TO-247
STGW50HF60S 600 60 1,05 30 7,8 No 1 284 TO-247
STGW50HF60SD 600 50 1,05 30 7,8 Low Drop 1 284 TO-247
STGW50NC60W 600 50 1,9 40 0,9 100 278 TO-247
STGY50NC60WD 600 50 1,9 40 0,9 Ultra Fast 100 278 Max247
STGWA60NC60WDR 600 60 1,9 40 0,9 Ultra Fast 100 340 TO-247 long leads
STGW60H65F 650 60 2,1 60 1,4 100 360 TO-247
STGE200NB60S 600 150 1,2 150 92 1 600 ISOTOP

 

Таблица 3. IGBT с рабочим напряжением 900…1300 В  

Наименование Напря-жение коллектор-эмиттер (Vces) max, В Ток Кол-лектора (I_C) (@ Tc = 100°C) max, А Vce(sat) (при Tc = 125°C) тип., В Ток кол-лектора (IC_DC) (@ Vce(sat)) тип., А Потери на переклю-чение (Eoff) (при Tc=125°C) тип, мДж Анти парал-лельные диоды Частота переклю-чения max, кГц Рассеива-емая мощность(PD) max, Вт Тип корпуса
STGW30N90D 900 30 2 20 6,9 Ultra Fast 20 220 TO-247
STGF3NC120HD 1200 3 2,2 3 0,6 Ultra Fast 20 25 TO-220FP
STGD5NB120SZ 1200 5 1,2 5 10 1 75 DPAK; IPAK
STGB3NC120HD 1200 7 2,2 3 0,6 Ultra Fast 20 75 D2PAK
STGP3NC120HD 1200 7 2,2 3 0,6 Ultra Fast 20 75 TO-220
STGW25H120DF 1200 25 2,3 25 1,5 Ultra Fast 20 330 TO-247
STGW30N120KD 1200 30 2,7 20 5,8 Ultra Fast 20 220 TO-247
STGW30NC120HD 1200 30 2 20 6,9 Ultra Fast 20 220 TO-247
STGW35NC120HD 1200 34 2 20 6,9 Ultra Fast 20 250 TO-247-ll
STGW40N120KD 1200 40 2,7 30 9,3 Ultra Fast 20 240 TO-247
STGW38IH130D 1300 33 2 20 6,4 Ultra Fast 20 250 TO-247; TO-247-ll
STGWT38IH130D 1300 33 2 20 6,4 Ultra Fast 20 250 TO-3P

 

Интеллектуальные силовые
модули (IPM) на базе IGBT-семейства SLLIMM от ST

Семейство SLLIMM интеллектуальных силовых модулей создано для удовлетворения требований широкого класса конечных приложений в диапазоне мощностей от 300 Вт до 2,0 кВт, таких как:

  • Стиральные машины
  • Посудомоечные машины
  • Холодильники
  • Драйверы компрессоров кондиционеров воздуха
  • Швейные машины
  • Насосы
  • Электроинструменты
  • Промышленные устройства управления малой мощности

Интеллектуальные силовые модули (IPM) на базе IGBT расширяют диапазон продуктов компании ST для силовых приложений. Это — решения с превосходными тепловыми характеристиками, которые упрощают разработку, объединяя специфичные для приложений IGBT и диоды, запатентованные функции управления, интеллектуальную защиту и множество дополнительных функций.

Модули IPM допускают непосредственное подключение к микроконтроллерам, преобразуя выходные сигналы микроконтроллера в мощные высоковольтные сигналы необходимой для управления электродвигателями формы. Один модуль способен заменить более 30 дискретных компонентов, значительно повышая надежность и уменьшая размер и стоимость изделий. На рисунке 3 показаны преимущества замещения дискретных компонентов интеллектуальным модулем.

 

Преимущества замещения дискретных компонентов интеллектуальным модулем

 

Рис. 3. Преимущества замещения дискретных компонентов интеллектуальным модулем

В состав каждого интеллектуального модуля входят следующие узлы и компоненты:

  • Трехфазный IGBT мостовой инвертор, включающий:
    • Шесть IGBT с малыми потерями и схемами защиты от коротких замыканий,
    • Шесть диодов свободного хода (freewheeling) с малым падением напряжения и плавным восстановлением;
  • Три ИС управления для управления и защиты ключей, включая:
    • Функцию интеллектуального отключения,
    • Компаратор для защиты от превышения током предельно допустимого значения при коротком замыкании,
    • Операционный усилитель для увеличения чувствительности датчика тока,
    • Три интегрированных ограничительных диода,
    • Функцию взаимного отключения,
    • Блокировку при перегрузках по напряжению;
  • Терморезисторы с отрицательным ТКС (NTC) для наблюдения за температурой;
  • Конфигурация с открытым эмиттером для установки индивидуального для каждой фазы датчика тока;
  • Полностью изолированный корпус, выполненный по технологии DBC с повышенной теплоотдачей;
  • Номинальное напряжение изоляции 2500В с.к.з.;
  • Некоторые пассивные компоненты для оптимизации скорости переключения IGBT транзисторов;
  • Схемы смещения для драйверов ключей верхнего плеча и фильтрации помех.

Модули IPM компании ST используют корпуса, выполненные по технологии DBC (direct-bond copper) — прямой металлизации медью, и процессы вакуумной сварки, что гарантирует лучший отвод тепла и меньшее электрическое сопротивление и позволяет получать большие удельные мощности и увеличивать надежность систем.

 

Ключевые особенности и преимущества IPM

Особенности

  • 600 В, трехфазный мостовой инвертор на базе IGBT, включая ИС управления ключами и диоды свободного хода
  • Защита IGBT от короткого замыкания
  • Полностью изолированный корпус, выполненный по технологии DBC с повышенной теплоотдачей
  • Функция интеллектуального отключения
  • Компаратор для защиты от превышения током предельно допустимого значения при коротком замыкании
  • Операционный усилитель для увеличения чувствительности датчика тока
  • Встроенные ограничительные диоды
  • Малый форм-фактор

Преимущества

  • Удобство управления от микроконтроллера
  • Высокая эффективность и надежность
  • Очень низкое тепловое сопротивление Rth
  • Уменьшенное количество компонентов
  • Оптимизированная топология печатной платы
  • Уменьшение размера печатной платы (компактная конструкция)
  • Малая интенсивность отказов
  • Простота реализации алгоритма управления по полю (FOC) без использования дополнительных датчиков

В таблице 4 представлены основные характеристики IPM компании ST.

Таблица 4. Основные характеристики интеллектуальных силовых модулей (IPM) компании ST  

Особенности Базовая версия Полнофункциональная версия
STGIPS10K60A STGIPS14K60 STGIPL14K60 STGIPS20K60 STGIPL20K60
Рабочее напряжение, В 600 600 600 600 600
Рабочий ток при TC=25 °C, А 10 14 15 18 20
RthJC max. Для одного IGBT, °C/Вт 3,8 3 2,8 2,4 2,2
Тип корпуса SDIP-25L SDIP-25L SDIP-38L SDIP-25L SDIP-38L
Размер корпуса, мм (X, Y, Z) 44,4×22,0x5,4 44,4×22,0x5,4 49,6×24,5×5,4 44,4×22,0x5,4 49,6×24,5×5,4
Технология DBC Да Да Да Да Да
NTC Да Да Да Да Да
Встроенные ограничительные диоды Да Да Да Да Да
Функция SD Нет Да Да Да Да
Компаратор для защиты от коротких замыканий Нет Да (1 вывод) Да (3 вывода) Да (1 вывод) Да (3 вывода)
Функция интеллектуального отключения Нет Да Да Да Да
Операционный усилитель для увеличения чувствительности датчика тока Нет Нет Да Нет Да
Функция взаимного выключения Да Да Да Да Да
Блокировка при перегрузке по напряжению Да Да Да Да Да
Конфигурация с открытым эмиттером Да (3 вывода) Да (3 вывода) Да (3 вывода) Да (3 вывода) Да (3 вывода)
Совместимость с входными логическими уровнями 3,3/5 В Да Да Да Да Да
Входной сигнал для IGBT-транзисторов верхнего плеча Высокий активный уровень Высокий активный уровень Высокий активный уровень Высокий активный уровень Высокий активный уровень
Входной сигнал для IGBT-транзисторов нижнего плеча Высокий активный уровень Низкий активный уровень Низкий активный уровень Низкий активный уровень Низкий активный уровень

 

Оценочные платы от ST

Компания ST выпускает ряд оценочных плат на базе IGBT и интеллектуальных модулей на их основе. В таблице 5 приведены основные отличительные особенности этих плат.

Таблица 5. Оценочные платы на базе IGBT и модулей от ST  

Наименование Особенности Внешний вид
STEVAL-IHM025V1 1 x IGBT SLLIMM STGIPL14K60 1 преобразователь, основанный на Viper16 1 xIGBT STGP10NC60KD   1
STEVAL-IHM027V1 1 x IGBT SLLIMM STGIPS10K60A 1 преобразователь, основанный на Viper16 1 xIGBT STGP10NC60KD   2
STEVAL-IHM028V1 1 x IGBT SLLIMM STGIPS20K60 1 x ШИМ SMPS VIPer26LD 1 x IGBT STGW35NB60SD   3
STEVAL-IHM021V1 3 интеллектуальных драйвера с ШИМ L6390 6 мощных переключательных MOSFET-транзисторов STD5N52U   4
STEVAL-IHM023V1 3 интеллектуальных драйвера с ШИМ L6390 7 мощных переключательных IGBT STGP10NC60KD   5
STEVAL-IHM024V1 3 интеллектуальных драйвера с ШИМ L6390 6 мощных переключательных IGBT STGDL35NC60DI   6

Универсальная оценочная плата STEVAL-IHM028V1 разработана на базе интеллектуального модуля трехфазного мостового инвертора STGIPS20K60 компании ST с рабочим напряжением 600 В и рабочим током 20 А. Модуль имеет встроенные компараторы для аппаратной защиты (такой как защита от перегрузок по току и защита от перегрева).

Оценочная плата STEVAL-IHM028V1 имеет следующие отличительные особенности:

  • Законченное решение для силового инвертора мощностью 2 кВт,
  • Подключение к однофазной силовой сети с напряжением 90…285 В переменного тока или к источнику постоянного тока с напряжением до +400 В,
  • Входной удвоитель напряжения для подключения к низковольтной силовой сети переменного тока,
  • Ограничитель входного пускового тока с проходным реле,
  • Устройство активного торможения с компаратором перегрузки по напряжению;
  • Измерение тока как с тремя, так и с одним датчиком тока;
  • Возможность подключения датчиков Холла или энкодера,
  • Вход тахометра,
  • Аппаратная защита от перегрева и перегрузок по току,
  • Активное воздушное охлаждение с автоматическим переключением при повышении температуры,
  • Компактная и безопасная конструкция,
  • Универсальная платформа для проведения последующих экспериментов.

 

MOSFET-транзисторы от компании ST

Кроме IGBT, компания ST выпускает также MOSFET-транзисторы, параметры наиболее выдающихся из которых приведены в таблице 6.

Таблица 6. Супер MOSFET-транзисторы от ST  

Наименование VDSS, В RDS(вкл) (при VGS=10 В) max, Ом Ток стока (Dc)(I_D) max, A Рассе-иваемая мощность (PD) max, Вт Заряд переклю-чения (Qg) тип., нКл Особенности Заряд обратного восста-новления (Qrr) тип (нКл) Время обратного восста-новления (trr) тип., нсек Пиковый обратный ток (IRRM) ном., А Тип
корпуса
STE70NM50 500 0,05 70 600 190 552 42 ISOTOP
STW27NM60ND 600 0,016 21 160 80 Fast diode TO-247
STW62NM60N 600 0,049 55 350 130 TO-247
STW77N65DM5 650 0,043 65 400 185 Fast diode TO-247
STW77N65M5 650 0,038 69 400 185 TO-247
STY112N65M5* 650 0,019 93 450 360 Max247
STY60NM50 500 0,05 60 560 190 552 42 Max247
STY80NM60N 600 0,035 74 560 360 Max247
* Выдающееся значение рабочего тока при низком сопротивлении открытого канала.

Особого внимания также заслуживают высоковольтные силовые MOSFET-транзисторы: n-канальные с рабочим напряжением до +1500 В и p-канальные с рабочим напряжением до -500 В. Основные параметры транзисторов представлены в таблице 7.

Таблица 7. Высоковольтные MOSFET-транзисторы от ST  

Наименование VDSS, В RDS (вкл) (приVGS=10В) max, Ом Ток стока (Dc)(I_D) max, А Рассеива-емая мощность(PD) max, Вт Заряд переклю-чения затвора(Qg) тип, нКл Заряд обратного восстано-вления (Qrr) тип., нКл Время обратного восстанов-ления (trr) тип, нсек Макси-мальный обратный ток(IRRM) ном., А Тип корпуса
n-канальные с рабочим напряжением +1500 В
STFW3N150 1500 9 2.5 63 29,3 TO-3PF
STFW4N150 1500 7 4 63 30 TO-3PF
STP3N150 1500 12 2,5 140 18 TO-220
STP4N150 1500 7 3,1 160 35 510 12 TO-220
STW3N150 1500 9 2,5 140 29,3 TO-247
STW4N150 1500 7 4 160 30 510 12 TO-247
STW9N150 1500 2,5 8 320 89,3 TO-247
p-канальные с рабочим напряжением -500 В
STD3PK50Z 500 4 -2,8 70 20 DPAK

 

Литература

1. ST. AN1491. IGBT BASICS. Ссылка

2. ST. 600 V SiC diodes. Ссылка

3. Ссылка

4. Ссылка

5. http://www.st.com/internet/analog/class/826.jsp

6. Ссылка.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: power.vesti@compel.ru

 

 

 

 

 

Где есть IGBT/MOSFET транзисторы, там есть и драйверы затворов 

В линейке аналоговых и смешанных интегральных схем, выпускаемых компанией STMicroelectronics, важное место занимают драйверы MOSFET- и IGBT-транзисторов. Ранние разработки содержат микросхемы драйверов, управляющих включением или выключением одиночного MOSFET- или IGBT-транзистора (категория «Single» в терминах компании STMicroelectronics, серии TD220, TD350). При определенной схеме включения данные драйверы могут управлять нагрузкой как верхнего, так и нижнего плеча. Отметим также микросхему TD310 — три независимых одиночных драйвера в одном корпусе. Такое решение будет эффективным при управлении трехфазной нагрузкой.

Самыми современными драйверами являются серии высоковольтных полумостовых драйверов L6384…L6388 и L639х. Данные микросхемы независимых драйверов верхнего и нижнего плеча управляются по входам HIN и LIN. Причем высокий уровень логического сигнала включает, соответственно, верхнее или нижнее плечо драйвера. В некоторых из этих драйверов используется дополнительный вход SD, отключающий оба плеча независимо от состояния на входах HIN и LIN.

В документации «L638xE Application Guide» компании STMicroelectronics приведены примеры схемы управления трехфазным двигателем, схемы балласта люминесцентной лампы с диммированием, DC/DC-преобразователей с различной архитектурой и ряд других. Также приведены схемы демонстрационных плат для всех микросхем данного семейства (в том числе и топология печатных плат).

Драйверы серии L639х отличаются дополнительным функционалом: операционные усилители (в L6390 и L6392) предназначены для измерения тока, протекающего через нагрузку. Все микросхемы содержат логику защиты от одновременного открытия транзисторов верхнего и нижнего плеча и, соответственно, формирования паузы при изменении состояния выхода.

•••

Наши информационные каналы

О компании ST Microelectronics

Компания STMicroelectronics является №1 производителем электроники в Европе. Компоненты ST широко представлены в окружающих нас потребительских товарах – от iPhone до автомобилей разных марок. Лидеры индустриального рынка выбирают компоненты ST за их надежность и выдающиеся технические параметры. В компании ST работает 48 000 сотрудников в 35 странах. Производственные мощности расположены в 12 странах мира. Более 11 тысяч сотрудников заняты исследованиями и разработками – инновационное лидерство ...читать далее