Мощные полевые транзисторы и их применение

Скачать DjVu (2,82 МБ)

Описание

POWER FETS AND THEIR APPLICATIONS
Edwin S. Oxner
Staff Engineer Siliconix incorporated

В книге американского специалиста рассматриваются принципы работы, конструктивно-технологические особенности и характеристики основных типов мощных полевых транзисторов с управляющим р-n переходом и МДП-структурой, описываются их модели различной сложности и назначения, схемотехника многочисленных устройств, для которых наиболее перспективно использование мощных полевых транзисторов, при этом уделяется внимание режимам их работы и возможным причинам отказов.

Для разработчиков электронных приборов и специалистов, занимающихся применением мощных полевых транзисторов.

Предисловие редактора перевода

В настоящее время наблюдается бурный рост производства мощных полевых транзисторов (ПТ), особенно МДП-транзисторов. Хотя с момента появления первых мощных ПТ прошло менее 10 лет, по допустимым напряжениям, токам и мощностям они уже достигли уровня современных мощных биполярных транзисторов, а по скоростям переключения и качеству работы на высоких частотах заметно превзошли их. Достигнутая теплоустойчивость и почти полное отсутствие вторичного пробоя в ПТ позволили расширить область безопасной работы и повысить надежность, а также обеспечить простоту их параллельного включения в случае управления более мощными сигналами. Благодаря снижению сопротивления в открытом состоянии до 0,01-0,1 Ом мощные МДП-транзисторы становятся основной элементной базой для построения различных переключающих устройств промышленной и бытовой электроники. Стремительное развитие мощных МДП-транзисторов и микропроцессоров весьма удачно совпало по времени, поскольку исключительно быстрое расширение сферы применения микропроцессорной техники было бы заметно затруднено без таких почти идеальных исполнительных элементов, какими являются мощные МДП-транзисторы, управлять которыми можно зачастую непосредственно от серийных цифровых микросхем.

По существу книга является одной из первых публикаций, в которой последовательно, достаточно подробно и глубоко освещаются вопросы применения мощных ПТ в различных устройствах.

К несомненным достоинствам книги можно отнести большое число практических рекомендаций и иллюстрированных примеров. Автор систематизировал результаты, полученные различными специалистами и опубликованные ими в многочисленных периодических изданиях и справочных материалах. Книга рассчитана на широкий круг читателей.

К недостаткам книги следует отнести излишнюю подробность изложения отдельных простых вопросов; некоторые сведения могут показаться (специалистам недостаточно корректными. Опечатки в некоторых формулах, ошибки на .рисунках и повторы в тексте были но 'возможности направлены при редактировании.

Предисловие

Появление первых промышленных образцов мощных полевых транзисторов (ПТ) в конце 1976 г. вызвало такой ажиотаж, что еще до конца 70-х годов многие изготовители полупроводниковых приборов во всем мире занялись разработкой мощных ПТ. Кажется, что буквально каждый месяц появляется новый мощный ПТ, поражающий нас своими параметрами, часто пытающийся* иногда с успехом, в чем-то превзойти своих предшественников.

Однако как только стихает рекламная шумиха, сопровождающая появление нового мощного ПТ, мы оказываемся в состоянии некоторого замешательства и пытаемся понять и оценить это изделие. Хотя информационные издания и ответственные за сбыт лица разъясняют нам их преимущества и характерные особенности, но вопросы, которые продолжают задаваться, свидетельствуют о том, что ни одно изделие не завоюет прочных позиций до тех пор, пока не найдет практического использования.

Настоящая книга ставит своей целью ответить на такие вопросы, как: что такое мощный ПТ; зачем он нужен; где и как можно применить мощные ПТ.

Книга начинается с ответа на первый вопрос и сравнения ПТ с некоторыми другими мощными полупроводниковыми приборами. Краткой историей развития мощных ПТ завершается гл. 1. Следующие две главы начинаются с сравнения особенностей и параметров освоенных промышленностью многочисленных типов мощных ПТ. Заканчиваются эти главы описанием конструкций различных мощных ПТ, что, наверное, поможет нам лучше понять принцип их работы и правильно выбрать ПТ для решения поставленной задачи.

Глава 4 должна особенно заинтересовать инженеров, занимающихся моделированием схем. Несмотря на обилие информационных изданий, ни одно из них не содержит тех конкретных данных, которые требуются для моделирования. Разработчику, знакомому с биполярными транзисторами (БТ), эта глава поможет разобраться в новой терминологии, характерной для ПТ.

Остальная часть книги посвящена применению мощных ПТ в областях, представляющих наибольший интерес для очень широкого круга читателей. Каждая глава построена по общему принципу: сначала определяется специфика рассматриваемой области применения и связанные с этим проблемы, а затем обсуждаются те ограничения, которые появляются, если не используются мощные ПТ. Далее следуют структурные и электрические схемы с соответствующими пояснениями. В конце каждой главы подыто-

живаются преимущества и возможные проблемы, связанные с применением мощных ПТ; в конце книги приводится обширный список литературы. Последняя глава,представляет собой краткое руководство по правильному выбору ПТ для того или иного применения.

Многие специалисты и фирмы оказывали мне поддержку при написании этой книги. В частности, Р. Зулиг снабдил меня обширной информацией по гридистору — многоканальному ПТ, который он изобрел, и статическому индукционному транзистору. Мои рецензенты Р. Сивернс ((консультант) и Дж. Уиллард из фирмы Tektronix сделали много полезных замечаний, которые, я в этом уверен, способствовали значительному повышению качества изложения. Особенно это касается гл. 5, для которой материалы по радиаторам были любезно предоставлены Сиверноом и 'специалистами фирмы International Rectifier. Выражаю признательность фирмам, позволившим воспользоваться их материалом.

Я не могу не выразить самой горячей признательности своей жене и детям, оказывавшим мне постоянную поддержку в работе. Наконец, я должен сказать, что эта иннта никопда не была бы написана, если бы мой друг Д. де Моу, сотрудник фирмы American Radio Relay League, не попросил Д. Боелио из издательства Prentice-Hall, Inc. связаться со мной. Им я приношу особую благодарность за то, что они сделали меня автором.

Э. С. Окснер