Антенна

Разрядник

Рис. 10.18. Схема защиты

МДП-транзистора от перегрузок, вызываемых мощным электромагнитным излучением (VDi-VDi диоды типа IN4148 или аналогичные им; VD5 - стабилитрон серии 1N6000)

О 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Ширина импульса, не

40 -

180 200

Ширина импульса, не б)

Рис. 10.19. Действие схемы защиты МДП-транзистора, приведенной на рис. 10.18;

а - входной импульс; б - результирующий сигнал на стоке

- 9Ш

электромагнитных импульсов, как видно из рис. 10.18, оказываются несколько сложнее. В этой схеме цепь антенны зашунтиро-вана разрядником и ограничителем напряжений обеих полярностей, между которыми включен дроссель. Паразитная емкость ограничителя уменьшена благодаря включению его стабилитрона в диагональ диодного моста. Дроссель задерживает приходящий извне импульс на время, достаточное для того, чтобы сначала сработал разрядник, а потом ограничитель. Благодаря этому МДП-транзистор оказывается эффективно защищенным от любых выбросов напряжения, превышающих допустимое значение. На рис. 10.19 показано, как короткий входной импульс длительностью 30 НС с амплитудой около 1,6 кВ был преобразован схемой защиты в колебания напряжения на стоке с максимальной амплитудой 90 В и длительностью в несколько наносекунд.

11. ВЫБОР ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ УСТРОЙСТВ

11.1. Введение

Можно не сомневаться в том, что мощные полевые транзисторы будут получать все большее распространение в последующие годы и станут со временем не менее привычными и удобными для потребителей, чем биполярные транзисторы. Создание этой новой технологии полупроводниковых приборов привело к появлению множества изготовителей мощных ПТ, снявших проблемы снабжения. Фактически проблема правильного выбора мощного ПТ для конкретного устройства является даже более важной в настоящее время. В заключительной главе сделана попытка определить, какими правилами следует руководствоваться при этом. Если материал этой книги был убедителен, то нельзя остаться равнодушным к перспективам совершенствования полевых транзисторов, обеспечиваемого современной технологией.

Среди все возрастающего числа хитроумных фирменных обозначений различных типов мощных ПТ можно выделить четыре основных типа: вертикальный статический индукционный транзистор; планарный МДП-транзистор, создаваемый методом двойной диффузии; вертикальный МДП-транзистор, создаваемый методом двойной диффузии; вертикальный V-образный МДП-транзистор. Многочисленные полевые транзисторы часто отличаются лишь топологией, которая задает плотность ячеек на кристалле, а значит, возможность достижения низкого сопротивления прибора в открытом состоянии и процент выхода годных. Последний фактор обусловливает их стоимость, которая непосредственно влияет на стоимость устройства, в котором они используются. 268

Большое число изготовителей выпускают множество мощных ПТ. Имеются «-канальные и р-канальные полевые транзисторы. Статические индукционные транзисторы, относящиеся к ПТ с управляющим р-п переходом, представляют мощные ПТ с встроенным каналом (тип А), в то время как мощные МДП-транзисторы имеют индуцированный канал (тип С). Среди мощных МДП-транзисторов существуют низкопороговые, которые совместимы с логическими схемами, и высокопороговые, которыми нельзя управлять непосредственно с помощью логических схем. К счастью, смысл некоторых из этих непривычных вначале терминов можно определить из справочных данных на ПТ, где коэффициент усиления по току заменен крутизной, а напряжение [/нас - сопротивлением Тсиотк. Все изготовители ПТ единодушно утверждают, что их приборы защищены от вторичного пробоя, но значит ли это, что они могут надежно работать на индуктивную нагрузку при их использовании в качестве мощного переключателя? Очевидно, что для переключения мощного полевого транзистора в открытое, а затем в закрытое состояния требуется сначала зарядить, а потом разрядить эквивалентную входную емкость. Но содержатЬя ли в справочных данных необходимые требования к параметрам переключающего сигнала помимо просто напряжения затвор - исток, необходимого для достижения конечного уровня тока стока?

Эти и подобные вопросы по конкретным применениям мощных ПТ должны, возможно, задаваться разработчиками для того, чтобы они могли обрести уверенность в результатах своей работы.

11.2. Выбор полевого транзистора для работы в режиме переключения

К сожалению, наши требования к работе транзистора в режиме переключения часто превышают его возможности. Идеальный транзистор должен переключаться мгновенно и не вносить потерь мощности. Другими словами, желательно иметь транзистор с бесконечно большим быстродействием, на котором бы отсутствовало падение напряжения при протекании через него тока. Более того, хотелось бы, чтобы отсутствовал ток утечки через закрытый транзистор. В гл. 4 было показано, что хотя мощные МДП-транзисторы и имеют очень высокое быстродействие, но им, конечно, далеко до идеального транзистора. Однако можно с уверенностью сказать, что при правильном выборе можно найти мощный полевой транзистор, который будет превосходить практически любой биполярный транзистор. Ниже сделана попытка определить, основываясь на справочных данных, последовательность выбора мощного МДП-траизистора, который бы хорошо подходил для работы в режиме переключения.

До появления мощных полевых транзисторов в качестве переключателей использовались тиристоры или биполярные транзисторы. Хотя биполярные транзисторы относят к приборам, управ-