Конструкции мощных mosfet (sipmos, hexfet) транзисторов

Современные полевые транзисторы

В зарубежной литературе различные типы полевых транзисторов (и биполярный) обозначаются как:

 

BJT (bipolar junction transistor) – биполярные транзисторы (международный термин биполярного транзистора);

 

FET (field effect transistor) -полевой транзистор;

JFET (junction gate field-effect transistor) - транзистор с управляющим р-n переходом;

 

MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor) - транзисторы на основе МОП-структур;

 

SIPMOS (Siemens Power MOS) - мощные МОП приборы Сименс, элементарные ячейки выполнены в форме квадрата Siemens Power MOS.

Структура SIPMOS подразумевает организацию в одном кристалле тысяч образующих квадрат параллельно-включенных МОП транзисторных ячеек;

 

HEXFET (hexagonal field-effect transistor) - элементарные ячейки выполнены в форме шестиугольника.

Структура HEXFET подразумевает организацию в одном кристалле тысяч, образующих шестиугольник, параллельно-включенных МОП транзисторных ячеек;

 

VMOS (Vertical Metal Oxide Semiconductor) – транзистор с вертикальной структурой, фирма PHILLIPS;

 

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) - биполярный транзистор с изолированным затвором.

 

HEMFET, HEMT ( High Electron Mobility Transisto) - транзистор с высокой подвижностью электронов.

Конструкции мощных MOSFET (SIPMOS, HEXFET) транзисторов

 

В последние четверть века сильное развитие получили мощные полевые транзисторы, в основном МДП-типа.

Они состоят из множества параллельных маломощных структур или из структур с разветвлённой конфигурацией затвора.

 

В СССР впервые такие приборы были созданы специалистами НИИ «Пульсар» Бачуриным В. В. (кремниевые приборы) и Ваксембургом В. Я. (арсенид-галлиевые приборы). Исследование их импульсных свойств было выполнено научной школой проф. Дьяконова В. П. (Смоленский филиал МЭИ).

Мощные ключевые (импульсные) полевые транзисторы со специальными структурами имеют высокие рабочие напряжения и токи (раздельно до 500-1000 В и 50-100 А).

Такие приборы управляются малыми (до 5 В) напряжениями, имеют малое сопротивление в открытом состоянии (до 0,01 Ом) у сильноточных приборов, высокую крутизну и малые (в единицы-десятки нс) времена переключения.

 

У них отсутствует явление накопления носителей в структуре и явление насыщения, присущее биполярным транзисторам. Благодаря этому мощные полевые транзисторы успешно вытесняют мощные биполярные транзисторы в области силовой электроники малой и средней мощности.

Фирмы производители: International Rectifier, Motorola, Siemens, Ixys, Mitsubishi