NE_12_2009.pdf

СОДЕРЖАНИЕ

№12 (76), 2009 г.

БРЕНД НОМЕРА: INTERNATIONAL RECTIFIER

Информационно-технический

журнал

Развитие технологий транзисторов MOSFET повышает их специализацию

Дуг Расселл ........................................................................................................................3

Учредитель – ЗАО «КОмпэл»

International Rectifier на новом этапе развития

Олег Стариков ....................................................................................................................5

Издается с 2005 г.

Новые N-канальные MOSFET-транзисторы в корпусах общепромышленного стан-

дарта

Олег Стариков, Андрей Никитин .....................................................................................8

Свидетельство о регистрации:

пИ № ФС77-19835

Новое поколение низковольтных MOSFET-транзисторов в корпусах SO-8,

PQFN и DirectFET

Константин Староверов ..........................................................................................12

Редактор:

Геннадий Каневский

vesti@compel.ru

Выпускающий редактор:

Светлана Шахтарина

Оптоэлектронные реле компании International Rectifier

Андрей Никитин ......................................................................................................17

Редакционная коллегия:

Андрей Агеноров

Евгений Звонарев

Сергей Кривандин

Николай паничкин

Александр Райхман

Борис Рудяк

Илья Фурман

Высокоэффективный подход к построению входных диодных мостов

Давиде Джакомини, Луиджи Чине .................................................................................22

Дизайн, графика, верстка:

Елена Георгадзе

Владимир писанко

Евгений Торочков

Распространение:

Юлия мариненко

Электронная подписка:

www.compeljournal.ru

Отпечатано:

«Гран при»

г. Рыбинск

В СЛЕДУЮЩИХ НОМЕРАХ

Тираж – 1500 экз.

Компоненты управления электроприводом

Аналоговый мир STMicroelectronics

Новые компоненты для управления электропитанием

Подписано в печать:

11 сентября 2009 г.

Если вы хотите предложить интересную тему для статьи в следующий номер журнала –

пишите на адрес vesti@compel.ru с пометкой «Тема в номер».

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ № 12, 2009

ОТ РЕДАКТОРА

Уважаемые

читатели!

Обновив управление и продав

часть бизнеса компании Vishay,

ведущий мировой производитель

компонентов для силовой элек-

троники, компания International

Rectifier , решила сконцентиро-

ваться на нескольких основных

направлениях, в первую оче-

редь – на том, которое в свое

время принесло ей мировую сла-

ву и в котором она достигла вы-

сочайшего уровня компетенции.

Речь идет о силовых транзисто-

рах MOSFET .

IR является технологическим

лидером в этом направлении еще

с 1979 года, когда компания вне-

дрила в производство транзи-

сторы с гексагональной тополо-

гией, так называемые HEXFET.

В 1995 году последовало внедре-

ние четырехмасочного технологи-

ческого процесса, в 1999 году –

планарных структур высокой

плотности и trench-технологии,

за которой последовали рыноч-

ные образцы новых транзисторов

TrenchFET. А в последние два

года компания предлагает рынку

линейку MOSFET-транзисторов

с эталонными техническими ха-

рактеристиками “Benchmark”.

Компания International Recti-

fier объявила о кардинальном

улучшении базовых характери-

стик MOSFET-транзисторов:

снижении Rds(on) и уменьшении

емкости затвора. это означает

резкое снижение потерь мощно-

сти – таков вклад IR в решение

актуальной проблемы энергосбе-

режения.

Без MOSFET-транзисторов

современная силовая электро-

ника обойтись не может. Имен-

но поэтому еще до упомянутых

изменений в жизни International

Rectifier доля продаж MOSFET

в общей структуре продаж ком-

пании превышала 50%. Теперь,

когда руководством компании

поставлена задача вводить в

квартал не менее 30 новых тран-

зисторов, и когда готовятся к

производству изделия на базе

кристаллов GaN on Si, следует

ожидать увеличения этой доли

как минимум на 15%.

Компания КОмпэл – круп-

нейший в России дистрибью-

тор продукции International

Rectifier – также предвидит рост

спроса на транзисторы MOSFET

на отечественном рынке и под-

держивает на складе широкий

ассортимент этих изделий, в том

числе – новинок от IR.

Как всегда, ждем ваших во-

просов и предложений.

С уважением,

Геннадий Каневский

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ № 12, 2009

КОМПАНИЯ

Дуг Расселл (International Rectiier)

Развитие технологий

тРанзистоРов MOSFET

повышает их специализацию

Новые технологии производства мощных МОП-транзисторов

(MOSFET) , разработанные компанией International Rectifier , привели к

тому, что разработчик электроники может теперь выбрать изделие, наи-

лучшим образом подходящее для конкретного типа применения. О тенден-

циях развития MOSFET, их оптимальном выборе и допустимых компромис-

сах рассказывает вице-президент и руководитель группы разработки

устройств управления питанием компании International Rectifier Дуг

Расселл .

МОП-транзисторов создавать оптими-

зированные устройства, используемые в

конкретных областях. В разработке по-

лупроводников преобладает усовершен-

ствованная технология формирования

канавок (тренч-технология) , тогда как

последние разработки в области корпу-

сирования направлены на создание та-

ких SMT-корпусов, как Super SO-8, ко-

торые по эффективности не уступают

корпусам для монтажа в отверстия.

В процессе разработки технологий

учитывается одна из наиболее замет-

ных тенденций, а именно дальнейшее

повышение удельной мощности. Воз-

можность работать с повышенными то-

ками в корпусе того же размера или

с теми же токами в корпусе меньшего

размера может в большой степени спо-

собствовать экономии места и стоимо-

сти. Например, в последние месяцы на-

чато производство МОП-транзисторов

с повышенными (до 60%) номиналь-

ными значениями токов на единицу

площади, что при корпусе TO220 дает

значения тока до 195 A. Однако сле-

дует учесть тот факт, что уменьшение

размеров кристаллов и компактные

корпуса, обеспечивающие повышение

удельной мощности, также оказывают

влияние на факторы устойчивой рабо-

ты устройства. Поэтому производители

продолжают искать пути оптимизации

баланса устойчивой работы и удельной

мощности в зависимости от требований

(MOSFET) появились в

конце 1970 годов и сей-

час широко применяют-

ся в различных устройствах: от ис-

точников питания до вычислительных

платформ, в оборудовании с аккуму-

ляторным питанием и питанием от

солнечных батарей, в приводах про-

мышленных электродвигателей, авто-

матизированных системах и бытовой

аппаратуре. Однако это не означает,

что темп технического развития за-

медляется. Фактически происходит

обратное, так как разработчики при-

ложений, использующие подобные

устройства, оказывают все большее

давление на производителей с целью

достижения максимальной эффектив-

ности и больших функциональных

возможностей при минимальных раз-

мерах и минимальной стоимости.

В то же время многие новые вари-

анты применения МОП-транзисторов

требуют высокой эффективности при

эксплуатации в жестких атмосферных

условиях в соответствии с более чем

жесткими критериями эффективности

и законодательными, экологическими и

экономическими требованиями, связан-

ными с энергопотреблением.

Мощные МОП-транзисторы ис-

пользуются довольно часто и являют-

ся типичными в большинстве случаев

применения, в то время как критерии,

относящиеся к эффективности, разме-

рам и стоимости, носят индивидуаль-

ный характер. Это значит, что про-

изводители МОП-транзисторов все

чаще создают устройства, ориентиро-

ванные на конкретные области при-

менения. Теперь можно, например,

выбрать МОП-транзисторы из ассорти-

мента, который предназначен для при-

менения только в понижающих DC/

DC-преобразователях, или только в

устройствах синхронного выпрямле-

ния, или – в средствах автоматизации,

в приводах двигателей постоянного тока

и так далее.

Независимо от области примене-

ния, ключевые тенденции разработки

Теперь можно, например, выбрать МОП-транзисторы из ассорти-

мента, который предназначен для применения только в понижаю-

щих DC/DC-преобразователях, или только в устройствах синхрон-

ного выпрямления, или – в средствах автоматизации, в приводах

двигателей постоянного тока и так далее.

сосредоточены на преимуществах, ко-

торые обеспечиваются прогрессом в

двух основных областях: производстве

полупроводниковых подложек и кор-

пусировании. В обоих направлениях

ведется достаточно серьезная работа,

что позволяет производителям мощных

конкретного применения. Также очень

важно то, как производитель опреде-

ляет факторы устойчивой работы, на-

пример, лавинный пробой. В компании

International Rectifier проводится те-

стирование на пробой трех контактов,

направленное на обеспечение надеж-

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ № 12, 2009

М ощные МОП-транзисторы

КОМПАНИЯ

ности и повышение качества готовой

продукции. Контакт 1: Стандартное

тестирование качества (EAR) при 25

и 150°С. Контакт 2: Переключение ин-

дуктивной нагрузки без защелкивания

(UIS). Контакт 3: Тестирование EAR

также при 25 и 150°С. В результате все

МОП-транзисторы IR проходят тести-

рование на пробой в процессе произ-

водства. Не все производители могут

гарантировать такой уровень тестиро-

вания продукции.

Во многих случаях снижение сопро-

тивления (RDS(ON)), которое приводит

к снижению потерь на теплопроводность

и повышению теплового КПД (а так-

же способствует повышению удельной

мощности), остается одной из самых ак-

туальных тем, особенно для проектов с

применением токов высоких значений.

Несмотря на достаточно зрелый харак-

тер рынка силовых МОП-транзисторов,

развитие производственных техноло-

гий, включая trench- технологию, кото-

рая используется чаще, чем планарная,

позволяет производителям реализовать

двузначное уменьшение сопротивления

RDS(ON) на единицу площади. Одна-

ко в данном случае также следует со-

блюдать баланс. Необходимо учесть тот

факт, что суммарные потери включают

как потери на теплопроводность, так и

потери на переключение, причем сниже-

ние одних приводит к увеличению дру-

гих. При значениях напряжения сред-

него диапазона (40...300 В) потери на

переключение зависят от емкости затво-

ра и поведения диодов обратного вос-

становления. В тех случаях, когда речь

идет о создании МОП-транзисторов для

приводов электрических двигателей и

импульсных источников питания, уси-

лия разработчиков направлены именно

на эти области.

Говоря о переключении, необхо-

димо упомянуть о важности мощных

МОП-транзисторов с драйверами логи-

ческих уровней, которые соответству-

ют требованиям скоростного включе-

ния и выключения многих современных

решений. В настоящее время на рын-

ке представлены, например, мощные

МОП-транзисторы с напряжением 40 В

в корпусе D2PAK, сочетающие в себе

функциональность драйвера затвора ло-

гического уровня со значениями тока

свыше 240 A и типовыми значениями

заряда затвора, составляющими все-

го 108 нКл. Такие устройства, питание

которых осуществляется от микрокон-

троллера или маломощного аккумуля-

тора для обеспечения повышенной эф-

фективности в режиме малых нагрузок,

идеально подходят для управления DC/

DC-преобразованием и приводами элек-

тродвигателей постоянного тока.

IR анонсировал новый Large Can

DirectFET® MOSFET IRF6718

Компания International Rectifier

анонсировала новый DirectFET®

MOSFET IRF6718 с самым низ-

ким сопротивлением открытого

канала RDS(on). Новое 25-воль-

товое устройство оптимизировано

для таких применений как DC-

переключатели типа:

• активный O-Ring (силовая схе-

ма ИЛИ соединения источников

питания),

• Hot Swap (горячая замена без

отключения электропитания и

прекращения работы),

• E-Fuse (электронный предохра-

нитель).

Особенностью IRF6718 является

корпусирование кристалла крем-

ния по технологии последнего по-

коления в новом большом корпусе

Large Can DirectFET.

Данная технология позволила по-

л у ч и т ь ч р е з в ы ч а й н о н и з к о е з н а ч е -

ние сопротивления открытого ка-

нала RDS(on) – 0,5 мОм (типовое

значение при напряжении 10 В) и

уменьшить на 60% место на печат-

ной плате и на 85% высоту корпу-

са по сравнению с D2PAK.

Новая технология корпусирова-

ния кристалла позволяет изготав-

ливать DirectFET-транзисторы со

значительным уменьшением поте-

ри проводимости, ввиду того, что

отсутствует разварка кристалла

и нет пластмассового корпуса,

достигается максимальное соот-

ношение «площадь кристалла» /

«площадь корпуса» и значительно

улучшается тепловая эффектив-

ность всей системы.

IRF6718 – первое устройство

International Rectifier выполнен-

ное в большом корпусе Large Can

DirectFET со значительно сни-

женным значением RDS(on) по

сравнению с устройствами дру-

гих производителей, позволяю-

щим обеспечить превосходную

тепловую рабочую эффектив-

ность и высокую плотность DC/

DC-устройств с сокращением ме-

ста на печатной плате.

IRF6718 имеет улучшенную об-

ласть безопасной работы (SOA –

Safe Operating Area) с возмож-

ностью Hot Swap и E-Fuse.

Устройство соответствует нормам

RoHS.

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ № 12, 2009

ОБЗОРЫ

Олег Стариков (КОМПЭЛ)

InternatIonal rectIfIer

на новом этапе развития

В данном обзоре кратко освещены изменения, произошедшие в компании

International Rectifier за последние два года и определены фокусные на-

правления в группах продуктов. Особое внимание компания уделяет соз-

данию высокотехнологичных продуктов и решений, в частности развитию

MOSFETs с эталонными характеристиками.

Новые IR MOSFET в диапазоне на-

пряжений 20...250 В выполнены в кор-

пусах следующих видов: PQFN 5x6,

SO-8, D-PAK, D 2 PAK, D 2 PAK-7, TO-

220, TO-247, DirectFET.

Особенностями новых MOSFET,

выполненных по технологии корпуси-

рования кристалла DirectFET, являют-

ся максимальное соотношение «площадь

кристалла»/«площадь корпуса» при вы-

соте корпуса 0,7 мм и отсутствие «раз-

варки» кристалла. Это способствует по-

лучению ультранизкого электрического

сопротивления выводов корпуса и высо-

кой тепловой эффективности приборов,

то есть высокой рассеивающей способ-

ности корпуса, а также получению са-

мой низкой среди указанных корпусов

паразитной индуктивности.

Транзисторы в корпусе DirectFET

предназначены в первую очередь для

применения в блоках питания низкопро-

фильных электронных систем, а кроме

того – для применения в высококаче-

ственных аудиоусилителях, в инверто-

рах солнечных батарей, в приводах с

батарейным питанием.

Более подробно с перечнем новых

IR MOSFET с эталонными характе-

ристиками можно ознакомиться на

интернет-странице: http://compel.

ru/images/producers/4/NEW_

MOSFET_EU_V1.pdf .

Среди применений, для которых

были разработаны новые IR MOSFET,

можно выделить телекоммуникационные

и промышленные импульсные источни-

ки питания, источники бесперебойно-

го питания, DC/DC-преобразователи,

промышленный тяговый привод посто-

янного тока с батарейным питанием

12...80 В, инверторы солнечных бата-

рей, привод электроинструмента, сило-

вая автоэлектроника.

Говоря о других традиционных про-

дуктах International Rectifier, необхо-

димо выделить 600-вольтовые Trench

IGBT для высокоэффективных UPS и

инверторов источников питания, а так-

же 1200-вольтовые Trench IGBT, реко-

мендуемые для таких применений, как

промышленный электропривод, индук-

ционный нагрев, сварочные агрегаты,

инверторы солнечных батарей.

fier известна во всем мире как

общепризнанный разработ-

чик и производитель силовых

электронных компонентов. Номенклату-

ра изделий International Rectifier стала

де-факто стандартом силовой электро-

ники и широко используется независи-

мыми производителями.

После продажи своего подразделе-

ния «Силовые приборы и системы» с

оборотом $250 млн., в которое входили

продукты, выполненные по морально

устаревшим на сегодняшний день техно-

логиям, компания International Rectifier

усилила свои позиции, сфокусировав-

шись на создании инновационных вы-

сокотехнологичных продуктов и реше-

ний. В частности, – на создании новых

MOSFET с эталонными характеристи-

ками ( Benchmark ) в своем классе.

С первого марта 2008 г. президентом

и CEO-компании International Rectifier

стал выходец из России Олег Хайкин,

один из ведущих специалистов по кор-

пусированию и сборке полупроводни-

ковых приборов. В результате усиле-

ния «русского элемента» (основатель

International Rectifier – Эрик Лидов,

выходец с территории бывшей Россий-

ской Империи) произошли следующие

изменения:

• Развитие номенклатуры MOSFETs

поставлено на первое место;

• Перед компанией поставлена зада-

ча – вводить не менее 30 новых транзи-

сторов в квартал;

• Компания International Rectifier

завершила разработку и объявила го-

товность к серийному производству

с конца 2009 г. транзисторов на базе

революционной платформы GaN On

Si с перспективой значительного сни-

жения сопротивления открытого ка-

нала Rds(on) и уменьшения потерь

мощности;

• Произведен пересмотр ценовой

политики – снижены цены на большую

часть продуктов;

• Введен обновляемый Cross Refe-

rence;

• Представлены новые MOSFET,

способные заменить порядка тридцати

различных типономиналов конкурентов

и большое число аналогичных приборов

предыдущих поколений IR.

Резюмируя вышесказанное, необхо-

димо отметить, что сегодня компания

International Rectifier, освободившись

от «груза» устаревших технологий и

продуктов, сфокусировалась на разви-

тии инновационных технологий и созда-

нии новых, высокотехнологичных про-

дуктов.

Так, на сегодняшний день новые

IR MOSFET имеют эталонные харак-

теристики (Benchmark) в своем классе

приборов до 250 В, показывая лучшее

в отрасли соотношение цена / каче-

ство. Недавно компания International

Rectifier представила рынку новые

MOSFETs, выполненные по новейшей

Trench-технологии кристалла с ультра-

низким удельным сопротивлением ка-

нала ячейки. В результате этого снизи-

лось сопротивление открытого канала

RDS(on) до 2,5 раз по сравнению с

предыдущим поколением. В Таблице 1

в качестве примера приведены харак-

теристики нескольких типономиналов

данного класса MOSFETs International

Rectifier.

Высокие динамические характери-

стики и низкая мощность управления

данных приборов в совокупности с низ-

ким сопротивлением открытого канала

позволяют значительно уменьшить пло-

щадь теплоотвода и размеры проектиру-

емого устройства в целом, а также по-

лучить большую выходную мощность

устройства в пределах уже существую-

щих габаритов.

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ № 12, 2009

К омпания International Recti

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: