Журнал "Новости Электроники", номер 16, 2009 год.Высокоэффективные решения на базе транзисторов SuperMESH3≥
Приборы серии SuperMESH3TM были разработаны на основе инновационных вертикальных структур в хорошо известной технологии PowerMESHTM. Они приходят на замену семейству SuperMESHTM (серия NK) и имеют более высокую надежность и значительно улучшенные электрические характеристики. Сопротивление открытого канала у транзисторов SuperMESH3TM в среднем ниже на 20...30% ( в пределе - до 45%), чем у транзисторов SuperMESHTM и на 15...35% ниже, чем у конкурентных решений, при прочих сравнимых параметрах. Эти характеристики делают новое семейство транзисторов более эффективным за счет снижения потерь при использовании.
Помимо этого, новые транзисторы имеют наилучшие характеристики переключения среди имеющихся на рынке транзисторов данного класса. Как показано на рисунке 1, емкость затвора за период переключения для транзисторов SuperMESH3TM (STP7N93K3) ниже, чем у лучших конкурентных решений того же класса. Новая серия имеет самую низкую емкость затвора, что упрощает управление затвором. Вдобавок, эти транзисторы отличаются самым быстрым переключением (на 23% быстрее конкурента А и на 60% быстрее конкурента B), что приводит к снижению потерь при переключении и в итоге - к более высокой эффективности.
Рис. 1. Сравнительные характеристики в режиме переключения
На рисунке 2 показано сравнение приборов SuperMESH3TM и SuperMESHTM в режимах лавинного пробоя при сравнимом сопротивлении открытого канала. Каждая кривая соответствует максимальной энергии, которую может выдержать прибор при данном токе до отказа. Транзисторы новой серии намного более устойчивы к лавинному пробою, чем их предшественники. Причина этого - то, что транзисторы SuperMESH3TM имеют расширенное окно между максимальном напряжением работы (Vds max) и напряжением, при которым происходит пробой, что гарантирует улучшенную надежность прибора и устойчивость систем, основанных на этом транзисторе, в случае наведенных помех или скачков напряжения. Упомянутое свойство дает возможность разработчикам снизить сложность своих схем защиты, поскольку можно «доверить» этому прибору больше мощности и в итоге повысить производительность системы.
Рис. 2. Сравнение устойчивости к лавинному пробою
Использование транзисторов новой серии дает разработчикам существенное улучшение энергоэффективности разрабатываемых систем электропитания. На рисунке 3 сравниваются транзисторы SuperMESH3TM и SuperMESHTM в случае их применения в преобразователе напряжения с обратной связью, в котором энергия передается с выхода на вход при разомкнутом силовом ключе (обратноходовой преобразователь).
Рис. 3. Сравнение КПД SuperMESH3TM и SuperMESHTM
Коэффициент полезного действия у нового транзистора превышает 80%. В итоге, как показано на рисунке 4, экономия мощности составляет около 8...9%.
Рис. 4. Потери мощности SuperMESH3TM по сравнению с SuperMESHTM
В таблице 1 представлены все транзисторы компании STMicroelectronics, основанные на технологии SuperMESH3TM. Большое количество приборов еще находится в стадии разработки. Серия транзисторов STхN95K3 на напряжение 950 В на сегодняшний день является уникальной в отрасли и не имеет аналогов по характеристикам. Еще одна интересная серия STx7N52DK3, использующая технологию SuperFREDmesh3, предназначена для устройств электропитания с высокой рабочей частотой. В таблице буква «х» в середине наименования заменятся буквами B для корпуса D2PAK, D для корпуса DPAK, F для корпуса TO-220FP, P для корпуса TO-220, U для корпуса IPAK и W для корпуса TO-247.
Таблица 1. Номенклатура транзисторов SuperMESH3TM
| Наименование | Статус | Vds, В | Rds-макс, Ом | Id макс, А | Pd макс, Вт | Корпус |
|---|---|---|---|---|---|---|
| STx1N45K3 | Анонс | 450 | 3,5 | – | – | – |
| STx4N52K3 | Анонс | 525 | 2,6 | – | – | – |
| STx5N52K3 | Анонс | 525 | 1,5 | – | – | – |
| STx6N52K3 | Образцы | 525 | 1,2 | 5 | 70 | DPAK/TO-220FP |
| STx7N52K3 | Производство | 525 | 0,98 | 6,2 | 90 | D2PAK/DPAK/TO-220/TO-220FP |
| STx7N52DK3 | Образцы | 525 | 1,15 | 6,2 | 90 | DPAK/TO-220/TO-220FP |
| STx2N62K3 | Анонс | 620 | 1,28 | 5,5 | 90 | DPAK/IPAK/TO-220/TO-220FP |
| STx3N62K3 | Производство | 620 | 2,5 | 2,7 | 45 | D2PAK/DPAK/IPAK/TO-220/TO-220FP |
| STx4N62K3 | Анонс | 620 | 2 | – | – | – |
| STx5N62K3 | Анонс | 620 | 1,6 | – | – | – |
| STx6N62K3 | Производство | 620 | 1,28 | 5,5 | 90 | DPAK/IPAK/TO-220/TO-220FP |
| STx10N62K2 | Образцы | 620 | 0,75 | – | – | – |
| STx10N65K3 | Производство | 650 | 1 | 10 | 35 | TO-220FP |
| STx25N95K3 | Образцы | 950 | 0,36 | 22 | 400 | TO-247 |
| STх13N95K3 | Образцы | 950 | 0,85 | 10 | 190 | TO-220/TO-220FP/TO-247 |
| STx7N95K3 | Производство | 950 | 1,35 | 7,2 | 150 | TO-220/TO-220FP/TO-247 |
| STх5N95K3 | Образцы | 950 | 3 | 3,5 | 90 | DPAK/IPAK/TO-220/TO-220FP |
| STx6N120K3 | Образцы | 1200 | 2,4 | 5 | 150 | TO-220/TO-3PF/TO-247 |
Заключение
Новая серия приборов SuperMESH3TM увеличивает возможности разработчиков в области высоковольтных силовых решений. Эта серия идеально подходит для применения в импульсных источниках питания, в DC/DC-преобразователях, источниках бесперебойного питания и в других индустриальных и телекоммуникационных решениях, где крайне важны скорость переключения и надежность функционирования. Кроме перечисленных характеристик, транзисторы позволяют существенно повысить эффективность работы за счет более низкого сопротивления открытого канала, что приводит к меньшим потерям энергии и, соответственно, к повышению КПД устройства.
Получение технической информации, заказ образцов, поставка - e-mail: power.vesti@compel.ru
| Ваш комментарий к статье | ||||
