2П829Д. Транзисторы 2П829: характеристики, применение и преимущества силовых DMOSFET

Что представляют собой транзисторы серии 2П829. Каковы их основные электрические параметры и конструктивные особенности. Для каких целей применяются данные силовые DMOSFET-транзисторы. В чем заключаются их преимущества перед аналогами.

Общая характеристика транзисторов серии 2П829

Транзисторы серии 2П829 представляют собой мощные N-канальные DMOSFET силовые транзисторы, разработанные ОАО ОКБ «Искра» совместно с ОАО «Ангстрем» в 2007-2008 годах. Данная серия включает в себя свыше 30 типономиналов транзисторов в корпусном и бескорпусном исполнении.

Основные характеристики транзисторов 2П829:

• Напряжение сток-исток: от 30 В до 1200 В
• Ток стока: от 10 А до 80 А
• Сопротивление канала в открытом состоянии: от 0,003 Ом до 1 Ом
• Максимальная рассеиваемая мощность: 125-200 Вт

Транзисторы выпускаются в различных корпусах, включая ТО-259, SMD-2, ТО-247 и другие. Это позволяет использовать их как в традиционном монтаже, так и в поверхностном.

Технологические особенности производства транзисторов 2П829

При производстве транзисторов 2П829 применяются передовые технологии:

• Планарно-эпитаксиальная технология
• Метод тройной односторонней ионной имплантации
• Подзатворный слой SiO2 толщиной 0,08 мкм
• Электродная область из высоколегированного поликремния толщиной до 0,4 мкм
• Специальная ионная обработка границы раздела Si-SiO2

Какие преимущества дает применение данных технологий? Использование высоколегированного поликремния обеспечивает фиксированное положение уровня Ферми, высокую проводимость и равномерное распределение зарядов на затворе. Ионная обработка границы раздела Si-SiO2 минимизирует плотность зарядовых состояний, что повышает стабильность характеристик транзистора.

Основные электрические параметры транзисторов 2П829

Рассмотрим более подробно ключевые электрические параметры транзисторов серии 2П829:

• Напряжение сток-исток (UСИ): от 30 В до 1200 В
• Напряжение затвор-исток (UЗИ): 25 В
• Пороговое напряжение (Uпор): 2-4 В
• Ток стока (IC): от 10 А до 80 А
• Сопротивление канала в открытом состоянии (RСИ отк): от 0,003 Ом до 1 Ом
• Входная емкость: 7000-12500 пФ
• Выходная емкость: 450-4600 пФ
• Проходная емкость: 400-3600 пФ

Как видно из приведенных данных, транзисторы серии 2П829 перекрывают широкий диапазон напряжений и токов, что позволяет использовать их в различных применениях силовой электроники.

Динамические характеристики транзисторов 2П829

Важными параметрами для силовых транзисторов являются их динамические характеристики. Для серии 2П829 они следующие:

• Время задержки включения: 55-80 нс
• Время нарастания: 35-125 нс
• Время задержки выключения: 155-220 нс
• Время спада: 40-65 нс

Такие динамические характеристики позволяют использовать транзисторы 2П829 в высокочастотных преобразователях с частотой коммутации до нескольких сотен килогерц.

Конструктивные особенности и типы корпусов транзисторов 2П829

Транзисторы серии 2П829 выпускаются в различных корпусных исполнениях:

• КТ-95 (аналог SMD-2)
• КТ-43 (аналог ТО-247)
• КТ-97 (аналог ТО-254)
• КТ-106 (аналог SHD-6)
• КТ-105-01 (аналог ТО-259)

Какие преимущества дают различные типы корпусов? Металлокерамические герметичные корпуса обеспечивают высокую надежность и стойкость к механическим и климатическим воздействиям. Корпуса для поверхностного монтажа позволяют уменьшить габариты конечного устройства и снизить паразитные индуктивности.

Области применения транзисторов 2П829

Транзисторы серии 2П829 находят широкое применение в различных областях силовой электроники:

• Импульсные источники питания
• Преобразователи напряжения
• Системы управления электродвигателями
• Сварочное оборудование
• Системы индукционного нагрева
• Звуковые усилители класса D

Особо стоит отметить применение транзисторов 2П829 в аппаратуре специального назначения, в том числе космической. Высокая радиационная стойкость (до 1 Мград) позволяет использовать их в оборудовании системы ГЛОНАСС-К и других спутниковых системах.

Преимущества транзисторов 2П829 перед аналогами

Транзисторы серии 2П829 обладают рядом преимуществ по сравнению с аналогичными изделиями:

• Высокая радиационная стойкость (до 1 Мград)
• Длительный срок службы в условиях космического пространства (до 18-20 лет)
• Широкий диапазон рабочих температур
• Высокая энергоциклостойкость (свыше 10^4 циклов при Δt=100°C)
• Соответствие требованиям комплекса стандартов «Климат-7»

Как эти преимущества влияют на применение транзисторов? Высокая надежность и стойкость к внешним воздействиям позволяют использовать транзисторы 2П829 в ответственных применениях, где требуется длительный срок службы и работа в экстремальных условиях.

Особенности применения транзисторов 2П829 в силовой электронике

При использовании транзисторов 2П829 в силовых схемах следует учитывать их особенности:

• Высокая входная емкость (до 12,5 нФ) требует применения мощных драйверов затвора
• Для высокочастотной коммутации (до 500 кГц) рекомендуется использовать драйверы с пиковым током до 10-20 А
• При проектировании печатных плат необходимо минимизировать паразитные индуктивности в цепи затвора
• Для снижения динамических потерь рекомендуется использовать параллельное включение транзисторов

Какие драйверы лучше всего подходят для управления транзисторами 2П829? Для высокочастотных применений рекомендуется использовать мощные драйверы, способные обеспечить пиковый ток до 10-20 А, например, аналоги микросхем IXBD4410/IXBD4411, IXDD408, IXDD414 производства компании IXYS.

Рекомендации по применению транзисторов 2П829 в импульсных источниках питания

При разработке импульсных источников питания с использованием транзисторов 2П829 следует учитывать следующие рекомендации:

• Выбирать транзистор с запасом по напряжению сток-исток (не менее 20-30%)
• Обеспечивать эффективный теплоотвод от корпуса транзистора
• Использовать снабберные цепи для ограничения скорости нарастания напряжения dv/dt
• Применять многослойные печатные платы с низкоиндуктивными соединениями
• Оптимизировать топологию платы для минимизации паразитных параметров

Соблюдение этих рекомендаций позволит максимально эффективно использовать преимущества транзисторов 2П829 и обеспечить надежную работу источника питания.

Перспективы развития технологии DMOSFET-транзисторов

Технология DMOSFET-транзисторов продолжает развиваться. Какие направления являются наиболее перспективными?

• Уменьшение размеров ячейки транзистора для снижения сопротивления канала
• Применение новых материалов (SiC, GaN) для увеличения рабочего напряжения и температуры
• Совершенствование конструкции для снижения паразитных параметров
• Интеграция защитных и управляющих цепей в структуру транзистора

Развитие технологии позволит создавать еще более эффективные и надежные силовые транзисторы для различных применений.

Карточка серии 2П829Д канал N-типа

1. Серии
2. Приборы и модули полупроводниковые

Заявки на поставку электронных компонентов направляйте: [email protected]

Единый номер телефона: 8(495) 481-33-47

Стоимость продукции рассчитывается индивидуально, исходя из объема, условий заказа. Чтобы узнать окончательную цену, необходимо оставить заявку

• Предложения (0)
• Параметры
• Документация
• Другие производители
• Аналоги
• Библиотека
• Обсудить

Выписки ТУ, Datasheet

Условные графические обозначения, назначения выводов

Посмотреть

Артикул	Производитель	ТУ	Приемка
2П829Д канал N-типа	Искра	АЕЯР. 432140.469ТУ	ОТК

Показать те что в наличии:

Список позиций:

Статьи, справочники, документация

Аналоги

Артикул	ТУ	Завод	Статус предприятия	Ток стока /начальный ток стока, мА/, А, не более	Максимально допустимое постоянное напряжение сток-исток /максимально допустимое постоянное напряжение затвор-исток/, не более, В	Крутизна характеристики (при напряжении сток-исток, В), не менее, мА/В	Сопротивление сток-исток в открытом состоянии (при напряжении сток-исток, В), Ом, не более	Пороговое напряжение, В, не менее /не более, В/

Перечень содержит преимущественно перспективную номенклатуру изделий военного назначения категорий качества «ВП», «ОС» и «ОСМ» с техническим уровнем и характеристиками, отвечающими требованиям действующих нормативных документов (НД) на изделия и позволяющими создавать образцы аппаратуры ВВСТ различного назначения.

Применение изделий в аппаратуре возможно на основании совместного Решения государственного заказчика ВВСТ, в интересах и по заказу которого выполняются работы по разработке (модернизации), производству, эксплуатации и ремонту аппаратуры, и государственного заказчика ЭКБ, при одноременном решении вопроса об освоении в производстве, восстановлении производства или воспроизводстве изделий до начала серийного выпуска аппаратуры. Освоение таких изделий осуществляется в соответствии с ГОСТ РВ 15.301-2003, восстановление производства или воспроизводство – в установленном порядке.

Новая серия отечественных DMOSFET силовых транзисторов

Гордеев Александр — [email protected]
Алферов
Кирсанов
Крицкая Татьяна — [email protected]
Машевич Павел — [email protected]
Обмайкин


№ 3’2009

PDF версия

ОАО ОКБ “Искра” совместно с ОАО Ангстрем в период с мая 2007 г. по сентябрь 2008 г. выполнили ОКР по разработке ряда мощных n-канальных DMOSFET силовых транзисторов с напряжениями 30–1200 В и токами 10–80 А. По результатам ОКР разработано свыше 30 типономиналов силовых транзисторов в корпусном и бескорпусном исполнении.

 

ВОАО «Ангстрем» создана серия DMOSFET-кристаллов с проектными нормами 0,8–1,2 мкм на напряжения 30, 60, 100, 200, 600, 800 и 1200 В. Чипы выполнены по планарно-эпитаксиальной технологии, методом тройной односторонней ионной имплантации (диффузии). Затворная DMOS-ячейка имеет подзатворный слой SiO₂ толщиной 0,08 мкм, а в качестве электродной области использован высоколегированный поликремний толщиной до 0,4 мкм, который обеспечивает необходимое фиксированное положение уровня Ферми запрещенной зоны полупроводника на границе раздела Si – SiO₂, высокую проводимость и равномерное распределение зарядов на поликремниевой обкладке затвора. Специальная технология ионной обработки границы раздела Si – SiO₂ обеспечивает минимизацию плотности зарядовых состояний на границе раздела, стабильность положения плоских зон, фиксацию и юстировку порогового напряжения на достаточно низком уровне с минимальным разбросом и практически нулевым C-V гистерезисом.

Одним из достижений данной технологии является резкое улучшение стойкости новых DMOSFET-структур к спецфакторам. По своим подходам в области радиационностойких DMOS-технологий ОАО «Ангстрем», наряду с фирмой International Rectifier (США), заняло лидирующие позиции в мире.

Периферия высоковольтного планарного p—n-перехода выполнена по стандартной схеме: с применением делительных p⁺-типа колец и пассивацией, подобной SIPOS. Металлизация кристаллов удобна как для исполнения данных кристаллов в корпусах типа SMD, ТО, SO, D²PAK и других, так и для непосредственного поверхностного монтажа на платы из металлокерамики или оксида алюминия мощных силовых микросборок для импульсных источников питания с очень высокой удельной энергомощностью — до 7–8 кВт/дм³. Конструкторско-технологические итоги разработки бескорпусных n-канальных DMOSFET кремниевых кристаллов приведены в утвержденных технических условиях АЕЯД.432140.486ТУ-ЛУ на кристаллы транзисторов 2П831А-5, 2П832А-5, 2П833А-5, 2П834А-5. 2П835А-5, 2П835Б-5, 2П836А-5.

Основным результатом ОКР стало создание серии дискретных DMOSFET-приборов для спецтехники — транзисторов 2П829А-Ж, А9-И9 в различных корпусных исполнениях, которые фактически, наряду с выпускаемыми ОАО «Ангстрем» DMOSFET-устройствами, закрывают почти весь ряд MOSFET дискретных компактных приборов для разработок в области импульсных источников питания и различных видов ВЧ преобразовательной техники.

В таблицах 1, 2 приведены основные статические и динамические параметры транзисторов 2П829А-Ж, А9-И9 и варианты их конструктивного исполнения.

 

Таблица 1. Основные статические параметры DMOSFET транзисторов 2П829А-Ж, А9-И9

Тип	UСИ, В	UЗИ, В	Uпор, В	IC, А	RСИ ОТК, Ом	Рмакс. , Вт	Корпус 1 (типа ТО)	Корпус 2 (типа SMD)
2П829А 2П829А9	1200	25	2–4	10	1,0	200	2П829А – КТ-105-1 (аналог ТО-259АА)	2П829А9 – КТ-106-1 (аналог SHD-6)
2П829Б 2П829Б9	800	25	2–4	15	0,5	200	2П829Б – КТ-105-1 (аналог ТО-259АА)	2П829Б9 – КТ-106-1 (аналог SHD-6)
2П829В 2П829В9	600	25	2–4	20	0,15	200	2П829В – КТ-105-1 (аналог ТО-259АА)	2П829В9 – КТ-106-1 (аналог SHD-6)
2П829Г 2П829Г9	200	25	2–4	40	0,05	125	2П829Г – КТ-43А-1.01	2П829Г9 – КТ-95-1 (аналог SMD-2)
2П829Д 2П829Д9	100	25	2–4	50	0,01	125	2П829Д – КТ-43А-1. 01	2П829Д9 – КТ-95-1 (аналог SMD-2)
2П929Е 2П929Е9	60	25	2–4	60	0,005	125	2П829Е – КТ-43А-1.01	2П829Е9 – КТ-95-1 (аналог SMD-2)
2П829Ж 2П829Ж9	30	25	2–4	80	0,003	125	2П829Ж – КТ-43А-1.01	2П829Ж9 – КТ-95-1 (аналог SMD-2)
2П829И9	200	25	2–4	15	0,05	125		2П829И9 – КТ-94-2 (аналог SMD-1)

 

 

Таблица 2. Основные динамические параметры DMOSFET-транзисторов 2П829А-Ж, А9-И9

Тип	tзд.вкл, нс	tнр, нс	tзд. выкл, нс	tсп, нс	СВХ.тип., пФ	СВЫХ.тип., пФ	СПР.тип., пФ	Корпус 1	Корпус 2
2П829А 2П829А9	70 25	40 70	190 120	45 80	7000	450	400	2П829А – КТ-105-1 (аналог ТО-259АА)	2П829А9 – КТ-106-1 (аналог SHD-6)
2П829Б 2П829Б9	60 25	35 70	175 120	40 80	7000	600	500	2П829Б – КТ-105-1 (аналог ТО-259АА)	2П829Б9 – КТ-106-1 (аналог SHD-6)
2П829В 2П829В9	60 25	55 70	220 120	50 80	9200	1000	900	2П829В – КТ-105-1 (аналог ТО-259АА)	2П829В9 – КТ-106-1 (аналог SHD-6)
2П829Г 2П829Г9	55 25	50 70	170 120	50 80	11 000	600	500	2П829Г – КТ-43А-1. 01	2П829Г9 – КТ-95-1 (аналог SMD-2)
2П829Д 2П829Д9	60 25	75 70	170 120	55 80	11 300	1800	1600	2П829Д – КТ-43А-1.01	2П829Д9 – КТ-95-1 (аналог SMD-2)
2П929Е 2П929Е9	70 25	125 70	160 120	65 80	11 500	3000	2500	2П829Е – КТ-43А-1.01	2П829Е9 – КТ-95-1 (аналог SMD-2)
2П829Ж 2П829Ж9	80 25	80 70	155 120	60 80	12 500	4600	3600	2П829Ж – КТ-43А-1.01	2П829Ж9 – КТ-95-1 (аналог SMD-2)
2П829И9	55 25	50 70	170 120	50 80	11 000	600	500		2П829И9 – КТ-94-2 (аналог SMD-1)

Транзисторы 2П829А-Ж, А9-И9, согласно утвержденным в ноябре 2008 года техническим условиям АЕЯР. 432140.469ТУ, выполнены как в металлокерамических герметичных корпусах КТ-95 (SMD-2), КТ-43 (ТО-247), КТ-97 (ТО-254) в соответствии с ГОСТ 18472-88, так и во вновь разработанных Донским заводом радиодеталей корпусах КТ-106 (SMD-аналог —SHD-6), КТ-105-01 (ТО-259) по заказу ОАО «ОКБ “Искра”» и ОАО «Ангстрем». Сборка и монтаж в корпусах (рис. 1–5) чипов 2П831А-5, 2П832А-5, 2П833А-5, 2П834А-5. 2П835А-5, 2П835Б-5, 2П836А-5 обеспечивают очень высокие механические и климатические свойства, а также исключительную энергоциклостойкость (свыше 10⁴ циклов при Δt =100 °С). Сборка приборов осуществляется по бессвинцовой технологии.

 

Исключительное значение имеют результаты испытаний на воздействие специальных факторов, что позволяет рассматривать указанные транзисторы как перспективную элементную базу при модернизации и создании системы «ГЛОНАСС-К» и другого спутникового оборудования. Гарантируется надежная работа в условиях космического пространства до 18–20 лет (свыше 1 Мград).

Надежность транзисторов подтверждена испытаниями в соответствии с требованиями комплекса стандартов «Климат-7» со значениями характеристик по группе унифицированного исполнения 6У:

• пиковое ударное ускорение 4У;
• уровень звукового давления 5У;
• линейное ускорение 4У.

Опыт работы с предприятиями ВПК показывает, что наибольшей популярностью у разработчиков питания при использовании MOSFET-приборов по типу 2П829 пользуются управляющие драйверы типа IR2110, IR2113, IR2233 и другие. Данные драйверы обеспечивают пиковый ток до ±2–3 А. Быстро перезарядить входные емкости MOSFET от 7 до 12,5 нф такими устройствами, конечно, сложно. По этой причине для построения ВЧ-коммутации на частотах вплоть до 500 кГц целесообразно использование более мощных драйверов — аналогов приборов фирмы IXYS по типу IXBD4410/IXBD4411, IXDD408, IXDD414, способных перезаряжать входные емкости затвор-исток MOSFET вплоть до 30 нанофарад за 30 наносекунд. Это позволит существенно снизить зависимость переходных динамических процессов от ключа по типу 2П829 и уделить основное внимание виду нагрузки.