Quando você deseja um ESBT (transistor bipolar comutado por emissor)?

Acabei de descobrir sobre ESBTs, que parecem ser um híbrido de BJT e MOSFET:

Quando pesquisei no Google, a maioria dos links levou à STMicroelectronics , então acho que atualmente eles são o único fabricante.
Notei que muitos dispositivos são de alta tensão (1000V a mais de 2000V), e alguns dispositivos vêm em pacotes bastante grandes,

apesar de ser uma corrente relativamente baixa (este é 7A). Deve ter a ver com sua aplicação em circuitos de alta tensão (2200V).

Alguém já usou um desses? Quais são as vantagens sobre um MOSFET (além de talvez a tensão mais alta)?

Tradicionalmente, os MOSFETs podem alternar rapidamente, mas estão disponíveis para tensões de até ca. Apenas 800 V ou 1000 V. Os BJTs de potência podem suportar> 1000 V, mas não são tão rápidos.

O ESBT está disponível como uma peça de pacote único da ST, mas também pode ser fabricado usando dois transistores discretos. Ele aproveita a configuração do código de cas, que combina a capacidade do dispositivo de baixa tensão de ser muito rápido e a capacidade do dispositivo de alta tensão de bloquear uma grande tensão. A base do BJT é mantida em uma tensão CC moderada, fazendo com que o emissor fique um pouco menos de 1 V abaixo dele. Essa baixa tensão do emissor é a tensão máxima que o MOSFET deve bloquear.

O conceito é melhor ilustrado ao se pensar no processo de desligamento: O MOSFET precisa levar apenas um pouco menos do que a pequena tensão básica do BJT quando é desligado e, assim, corta a corrente através do coletor do BJT e seu próprio dreno. muito rápido. Uma vez que a corrente é cortada pelo MOSFET, o coletor do BJT pode demorar a subir para qualquer voltagem alta que ele precise bloquear (e na verdade não leva muito tempo porque a corrente já é zero ), e a lentidão o efeito de sua capacitância Miller (coletor-base) não aparece.

As aplicações típicas são conversores flyback que funcionam com um barramento retificado de 400 V (ac), que se relaciona a um projeto de 600 ... 800 V (dc) e requer uma tensão de bloqueio do transistor de 800 V + n * Vout, sendo n o pri: sec taxa de enrolamento do transformador e Vout sendo a tensão de saída CC do conversor. Sempre que um único MOSFET de alta tensão for suficiente para realizar o trabalho em um aplicativo de comutação, esse provavelmente será o caminho mais econômico - por mais elegante que seja o conceito de usar as vantagens típicas de dois dispositivos diferentes em uma configuração de código de cas . ESBTs ou circuitos MOSFET e BJT semelhantes são uma topologia de nicho, pela minha experiência.

NOTA (editar, agosto de 2012): Parece que todos os dispositivos ESBT da ST agora estão marcados como NRND (não recomendado para novo design). Fonte. Realmente não faz muito tempo desde que foram apresentados / comercializados no PCIM Europe 2008 .

Muito interessante. Eu não conhecia esses dispositivos antes. De uma olhada rápida, parece que eles são executados bipolares em configuração básica comum com o FET em série, com o emissor fazendo a comutação atual. O ponto parece ser que você obtém a operação de alta tensão do BJT com a velocidade do FET. Como os BJTs de alta tensão tendem a ter baixo ganho, significa que a fonte de alimentação deve fornecer corrente significativa e deve ser bastante sólida para manter a base na tensão certa para minimizar a queda de tensão, mas ainda manter o BJT operando como transistor.

É interessante notar que, para muitas aplicações, o transistor emissor também pode ser um comutador BJT de baixa tensão mais rápido. Na verdade, eu fiz isso uma vez para fazer um transmissor de linha de portadora AM a 1 MHz. Isso foi na faculdade e eu não tinha transistores com a combinação certa de tensão, velocidade e ganho.