Quando vuoi un ESBT (transistor bipolare commutato da emettitore)?

Ho appena scoperto degli ESBT, che sembrano essere un ibrido di BJT e MOSFET:

Quando ho cercato su Google la maggior parte dei collegamenti ha portato alla STMicroelectronics , quindi penso che attualmente siano l'unico produttore.
Ho notato che molti dispositivi sono ad alta tensione (da 1000 V a oltre 2000 V) e alcuni dispositivi sono disponibili in pacchetti piuttosto grandi,

nonostante sia relativamente bassa corrente (questa è 7A). Deve avere a che fare con la loro applicazione in circuiti ad alta tensione (2200 V).

Qualcuno ha ancora usato uno di questi? Quali sono i vantaggi rispetto a un MOSFET (oltre forse alla tensione più alta)?

Tradizionalmente, i MOSFET sono in grado di passare rapidamente, ma sono disponibili per tensioni fino a ca. Solo 800 V o 1000 V. I Power BJT possono richiedere> 1000 V ma non sono così veloci.

ESBT è disponibile come parte a pacchetto singolo da ST, ma può anche essere realizzato utilizzando due transistor discreti. Sfrutta la configurazione a cascata, che combina la capacità del dispositivo a bassa tensione di essere molto veloce e la capacità del dispositivo ad alta tensione di bloccare una grande tensione. La base del BJT è mantenuta a una tensione CC moderata, facendo sì che il suo emettitore sia leggermente inferiore a 1 V al di sotto di esso. Questa bassa tensione dell'emettitore è la massima tensione che il MOSFET deve bloccare.

Il concetto è meglio illustrato quando si pensa al processo di spegnimento: il MOSFET deve prendere solo un po 'meno della piccola tensione di base del BJT quando è spento e quindi interrompere la corrente attraverso il collettore del BJT e il proprio scarico molto veloce. Una volta che la corrente viene interrotta dal MOSFET, il collettore del BJT potrebbe impiegare il suo tempo per raggiungere l'alta tensione che deve bloccare (e in realtà non impiega più molto tempo perché la corrente è già zero ) e il rallentamento l'effetto della sua capacità di Miller (da collettore a base) non mostra.

Le applicazioni tipiche sono i convertitori flyback che funzionano su un bus rettificato da 400 V (ac), che si riferisce a un design per 600 ... 800 V (dc) e richiede una tensione di blocco del transistor di 800 V + n * Vout, con n che è il pri: sec rapporto di avvolgimento del trasformatore e Vout è la tensione di uscita CC del convertitore. Ogni volta che un singolo MOSFET ad alta tensione è sufficiente per svolgere il lavoro in un'applicazione di commutazione, questo sarà molto probabilmente il modo più economico di procedere - per quanto elegante sia il concetto di utilizzare i vantaggi tipici di due diversi dispositivi in ​​una configurazione a cascata . Gli ESBT o circuiti MOSFET e BJT simili sono una topologia di nicchia, secondo la mia esperienza.

NOTA (modifica, agosto 2012): sembra che tutti i dispositivi ESBT della ST siano ora contrassegnati come NRND (non consigliato per il nuovo design). Fonte. Davvero non molto tempo da quando sono stati presentati / commercializzati a PCIM Europe 2008 .

Molto interessante. Non conoscevo questi dispositivi prima. Da una rapida occhiata, sembra che siano una corsa bipolare in configurazione base comune con il FET in serie con l'emettitore che fa la commutazione corrente. Il punto sembra essere ottenere l'operazione ad alta tensione del BJT con la velocità del FET. Poiché i BJT ad alta tensione tendono ad avere un basso guadagno, significa che l'alimentazione di base deve fornire una corrente significativa e deve essere piuttosto solida per mantenere la base alla giusta tensione per ridurre al minimo la caduta di tensione, ma mantenendo comunque il BJT funzionante come transistor.

È interessante notare che per molte applicazioni il transistor emettitore potrebbe essere anche un BJT a bassa tensione a commutazione più veloce. In effetti l'ho fatto una volta per realizzare un trasmettitore AM di linea portante a 1MHz. Questo era al college e non avevo transistor con la giusta combinazione di tensione, velocità e guadagno.