Elementy elektroniczne dużej mocy

Przełączające tranzystory SiC i GaN

Prawie wszystkie przeznaczone do liniowych wzmacniaczy mikrofalowe tranzystory mocy SiC i GaN są odmianami złączowych tranzystorów JFET i są normalnie otwarte, co jednak w takich zastosowaniach nie jest żadną przeszkodą. Z węglika krzemu i azotku galu można wykonać podobne wysokonapięciowe tranzystory mocy, optymalizowane nie do wzmacniaczy liniowych, tylko do roli szybkich przełączników.

Rysunek 21.

I takie wysokonapięciowe przełączniki powstały. Ciekawostką jest też fakt, że z węglika krzemu wykonuje się tranzystory bipolarne! Rysunek 21 pokazuje fragmenty katalogu GeneSiC GA506JT12-247. Choć elektrody oznaczone są jak w tranzystorze MOSFET i podana jest rezystancja RDSon, jest to tranzystor bipolarny. Ale to wyjątek.

Rysunek 22.

Rysunek 22 to fragmenty karty katalogowej bardzo poważnego producenta, koncernu Infineon. Karta katalogowa tranzystora IJW120R100T1 pochodzi z roku 2013 i nie jest już dostępna na stronie www.infineon.com.

JFET-y mocy pojawiły się w ofercie United Silicon Carbide Inc. (USCi), na przykład 1200-woltowy, 38-amperowy UJN1205K. Rysunek 23 pokazuje fragmenty jego karty katalogowej.

Rysunek 23.

Dziś takie tranzystory należy uznać za przestarzałe. Nie wchodząc w szczegóły, problem w tym, że są to nietypowe przełączniki, normalnie otwarte, zatykane „ujemnym” napięciem bramki, jak większość tranzystorów JFET. A takie przełączniki nie mogłyby być atrakcyjną alternatywą dla dotychczasowych przełączników – kluczy, jakimi są klasyczne MOSFET-y oraz identycznie sterowane tranzystory IGBT. Choćby tylko dlatego, że wymagałyby zmiany nie tylko przyzwyczajeń konstruktorów, ale też wprowadzenia jakichś całkiem nowych sterowników dla takich przełączników.

Jednak zapotrzebowanie na szybkie przełączniki jest ogromne i wciąż rośnie, ale muszą to być tranzystory normalnie zamknięte, otwierane napięciem „dodatnim”.