Wann möchten Sie einen ESBT (Emitter Switched Bipolar Transistor)?

Traditionell können MOSFETs schnell schalten, sind aber für Spannungen bis ca. Nur 800 V oder 1000 V. Leistungs-BJTs können > 1000 V aufnehmen, sind aber nicht so schnell.

Der ESBT ist als Einzelpaket von ST erhältlich, kann aber auch mit zwei diskreten Transistoren hergestellt werden. Es nutzt die Kaskodenkonfiguration, die die Fähigkeit des Niederspannungsgeräts, sehr schnell zu sein, und die Fähigkeit des Hochspannungsgeräts, eine große Spannung zu blockieren, kombiniert. Die Basis des BJT wird auf einer moderaten Gleichspannung gehalten, wodurch sein Emitter nur etwas weniger als 1 V darunter liegt. Diese niedrige Emitterspannung ist die maximale Spannung, die der MOSFET sperren muss.

Das Konzept wird am besten veranschaulicht, wenn man an den Abschaltvorgang denkt: Der MOSFET muss im ausgeschalteten Zustand nur etwas weniger als die kleine Basisspannung des BJT aufnehmen und unterbricht dadurch den Strom durch den Kollektor des BJT und seinen eigenen Drain sehr schnell. Sobald der Strom durch den MOSFET unterbrochen wird, könnte der Kollektor des BJT seine Zeit brauchen, um auf die zum Sperren erforderliche hohe Spannung anzusteigen (und tatsächlich nicht mehr viel Zeit in Anspruch zu nehmen, da der Strom bereits Null ist ) und die Verlangsamung Der Effekt seiner Miller-Kapazität (Kollektor-zu-Basis) zeigt sich nicht.

Typische Anwendungen sind Sperrwandler, die an einem gleichgerichteten 400 V (AC)-Bus arbeiten, was sich auf eine Auslegung für 600 ... 800 V (DC) bezieht und eine Sperrspannung eines Transistors von 800 V + n * Vout erfordert, wobei n die ist pri:sec Wicklungsverhältnis des Transformators und Vout ist die DC-Ausgangsspannung des Wandlers. Wann immer ein einziger Hochvolt-MOSFET ausreicht, um die Aufgabe in einer Schaltanwendung zu erledigen, ist dies höchstwahrscheinlich der wirtschaftlichere Weg – so elegant das Konzept auch sein mag, die typischen Vorteile zweier verschiedener Geräte in einer Kaskode-Konfiguration zu nutzen . ESBTs oder ähnliche MOSFET- und BJT-Schaltungen sind meiner Erfahrung nach eine Nischentopologie.

HINWEIS (bearbeitet, August 2012): Es scheint, dass alle ESBT-Geräte von ST jetzt als NRND gekennzeichnet sind (nicht für neue Designs empfohlen). Quelle. Es ist wirklich noch nicht lange her, dass sie auf der PCIM Europe 2008 präsentiert/vermarktet wurden .

Sehr interessant. Ich kannte diese Geräte vorher nicht. Auf den ersten Blick scheint es sich um einen bipolaren Lauf in Basisschaltung zu handeln, wobei der FET in Reihe mit dem Emitter geschaltet ist, der die Stromumschaltung durchführt. Der Punkt scheint zu sein, dass Sie den Hochspannungsbetrieb des BJT mit der Geschwindigkeit des FET erhalten. Da Hochspannungs-BJTs tendenziell eine geringe Verstärkung haben, bedeutet dies, dass die Basisversorgung einen erheblichen Strom liefern und ziemlich solide sein muss, um die Basis auf genau der richtigen Spannung zu halten, um den Spannungsabfall zu minimieren, aber dennoch den BJT als Transistor zu betreiben.

Es ist interessant festzustellen, dass der Emittertransistor für viele Anwendungen auch ein schneller schaltender Niederspannungs-BJT sein könnte. Tatsächlich habe ich dies einmal getan, um einen Trägerlinien-AM-Sender bei 1 MHz herzustellen. Das war im College, und ich hatte keine Transistoren mit der richtigen Kombination aus Spannung, Geschwindigkeit und Verstärkung.