Современная электроника №4/2023

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 24 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 4 / 2023 МОЩНЫЙВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ТРАНЗИСТОР СО СТАТИЧЕСКОЙИНДУКЦИЕЙКП 926 А , Б В этой статье представлены характеристики транзистор со статической индукцией КП 926, разработанного ещё во времена СССР , но до сих пор вполне конкурентоспособного по технологическим характеристикам и себестоимости , а в некоторых применениях даже превосходящего современные силовые полупроводниковые приборы . Юрий Максименко (violamaksimenko@yandex.ru ) Транзистор со статической индукци - ей КП 926 был разработан в 1990 году , но до сих пор его основные параметры не были представлены в литературе , хотя он был первым высоковольтным транзистором данного класса , спо - собным работать как в полевом , так и в биполярном режиме . Транзистор предназначен для использования в источниках вторичного электропита - ния с бестрансформаторным входом , устройствах электропривода постоян - ного и переменного тока , регуляторах , стабилизаторах , усилителях мощности и другой радиоэлектронной аппара - туре . Сегодня автором данной статьи предложены конструктивно - техно - логические доработки транзистора КП 926, которые обеспечивают сни - жение эффективной ёмкости затвора более чем в 30 раз , снижение сопро - тивления канала почти на три поряд - ка , позволяют в несколько раз повы - сить максимально допустимое рабочее напряжение и коэффициент усиления , обеспечить выход годных по кристал - лу , соизмеримый с биполярным тран - зистором . Представляет интерес сравнение параметров транзистора КП 926 разра - ботки 1990 года с параметрами транзи - стора после конструктивных доработок . Разработанный в 1990 году высоко - вольтный транзистор со статической индукцией ( СИТ ) КП 926 с развитой металлизацией затвора был первым прибором , способным работать как в полевом , так и в биполярном режиме . Транзистор n- канального типа с вер - тикальной структурой канала изготав - ливается по планарно - эпитаксиальной технологии с использованием метода самосовмещения областей истока и затвора [1]. Конструктивно он выпол - нен в металлостеклянном корпусе КТ -9 ( рис . 1). Транзистор произвёл целую революцию в преобразовательной тех - нике . Он имел супернизкое сопротив - ление канала в открытом состоянии ( в корпусе КТ -9 менее 22 мОм ) и высо - кое быстродействие ( способен был работать на частоте до 1 МГц ). Активная область транзистора КП 926 состоит из параллельно сое - динённых элементарных транзи - сторных ячеек с суммарной протя - жённостью канала 127,5 см и девяти периферийных делительных колец для обеспечения высоких пробивных напряжений стока . Затвор формиру - ется диффузией примеси р - типа на глубину 4,8 мкм и выполнен в виде ячеистой структуры , охватывающей n + - области истоков ( длина каждой области составляет 250 мкм ). Управ - ление транзистором при запирании осуществляется перекрытием прово - дящего канала областью простран - ственного заряда обратно - смещённого p-n- перехода затвор - исток и измене - нием высоты потенциального барьера полем затвора и стока , открывание – закачкой тока в затвор . Основные электрические параме - тры транзистора КП 926 А , Б приведе - ны в табл . 1. Максимально допустимые электри - ческие параметры приведены в табл . 2. На рис . 2 приведены выходные воль - тамперные характеристики для двух режимов работы : полевого и биполярно - го . На рис . 3 представлена зависимость R си отк от тока затвора при различных значениях тока стока , на рис . 4 – зависимость R си отк от температуры на корпусе , а на рис . 5 и 6 – соответствен - но зависимость ёмкостей затвор - исток и затвор - сток от прикладываемых напря - жений [2]. Полевой транзистор КП 926 со ста - тической индукцией , разработанный в 1990 году , и сегодня обладает рядом преимуществ по сравнению с наибо - лее распространёнными транзистора - ми IGBT: ● гораздо меньшее сопротивление в от - крытом состоянии , так как на пути протекания тока нет ни одного p-n- перехода ( у IGBT их три ); ● б ó льшая плотность тока в канале и , соответственно , больший коэффици - ент усиления ; ● более высокое быстродействие , так как выключается через затвор ; Рис . 1. Внешний вид транзистора серии КП 926 Таблица 1. Основные электрические параметры транзистора КП 926 Тип транзистора КП 926 Полевой режим Биполярный режим I з ут , мА I зс ут , мА U зи отс , В R си отк , Ом S, А / В β * μ * R си отк , Ом тип не > тип не > тип не < тип не > тип не < тип не > А 0,1 1,0 0,1 1,0 –10 –15 0,25 0,5 3,0 30 45 0,02 Б 0,1 1,0 0,1 1,0 –10 –15 0,25 0,5 2,0 30 45 0,02 Условные обозначения : I з ут – ток утечки затвор - исток ; I зс ут – ток утечки затвор - сток ; U зи отс – напряжение отсечки ; R си отк – сопротивление в открытом состоянии ; S – крутизна характеристики ; β * – коэффициент усиления по току ; μ * – коэффициент усиления по напряжению .