i. .а

250 300 350 400 uq.b

Puc.I.20. ВыходныеВАХЛТКП-701

ВКА.

ОМ 100 80

60 50 40

30 20

10 8

6 5 4

Рис. 1.21. Зависимость rcu от напряжения затвор-исток ПТ КП701.

Ic,A

0 +25 +50 +75 +100 +125 tkopn/C

L5 1.4 L3 1.2 1.1 LO

+ 100 tKOPnC

Puc. 1.22. a) Температурные зависимости тока стока и б) сопротивления геи

характерные подъемы при напряжениях Ми, приближающихся к Vcnmax. свидетельствующие об увеличении тока, которое связано с началом развития процессов лавинной инжекции носителей в бвзу пврвзитного биполярного трвизистора.

Большое значение для правильного выбора амплитуды управляющего сигнала имеет зависимость сопротивления во включенном состоянии rn от напряжения Uan-Из рис. 1.21 видно, что при напряжении изп>12 В сопротивление Гсп меняется незначительно.

Уменьшение изи<12 В ведет К резкому росту Гси, в следоввтельно и потерь в приборе.

Ввжную роль для рвзработчиков играют тепловые характеристики мощных МДПТ, которые позволяют на-

иболее эффективно использовать их в электронных схемах. На рис. 1.22а.6 приводятся зависимости тока стока 1с и сопротивления во включенном состоянии Гсп для транзистора КП701А,Б от температуры его корпуса.

Изменение 1с и Гси при увеличении температуры связано с уменьшением подвижности носителей в канале V-МДПТ и изменением порогового напряжения Vnf. Крутизна характеристики прибора уменьшается с температурным коэффициентом - -0,2% на градус Цельсия.

На рис. 1.23 приведена вольт-амперная характеристика внутреннего диода V-МДПТ, из которой видно, что дифференциальное сопротивление его на участке проводимости составляет 1 Ом.

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 U.B Рис. 1.23. ВАХ внутреннего диода ПТ КП701.

Это связано с тем, что область р, а в особенности область n-V-МДПТ имеют довэльно высокие объемные сопротивления, что приводит к выделению значительной мощности в этих областях. Кроме того, внутренний диод сравнительно медленно восстанавливает свое обратное сопротивление. Так, у КП701 этот процесс длится 300 не. И об этом всегда необходимо помнить. Ведь если ток протекает через обратный диод верхнего транзистора полумостовой схемы, а нижний транзистор повторно включается, к нему прикладывается полное напряжение и в течение всего времени восстановления будет протекать сквозной ток, который может вызывать значительные потери.

На примере КП701 рассмотрим типичные зависимости динамических параметров МДПТ от параметров электрического режима.

На рис. 1.24 представлены совмещенные осциллограммы импульсов на затворе (верхний луч) и на стоке (нижний луч) транзистора КП701. снятые при различных значениях амплитуды входного напряжения; видно, что при изи~10 В транзистор работает еще в активном режиме, поскольку незначительно пре-

вышает его пороговое напряжение Unop.

При этом падение напряжения на V-МДПТ велико, времена переключения сравнительно большие. Увеличение Up ведет к уменьшению времени включения и задержки 1звкл. так как возрастает ток заряда эквивалентной входной емкости транзистора. Время выключения практически не зависит от амплитуды и определяется параметрами выходной цепи V-МДП-транзистора:

Твых ~В.н( Сзс+Сси + Сн)у

где Твых - постоянная времени выходной цепи V-МДПТ;

Rh - полное сопротивление в цепи стока;

Сн - емкость нагрузочной цепи;

Сси. Сзс - выходная и проходная емкости

транзистора соответственно. Задержка выключения увеличивается с ростом Ua. Это объясняется тем, что при неизменной постоянной времени входной цепи Твх увеличивается время разряда эквивалентной входной емкости транзистора от Ug акс-до порогового напряжения Unop- Р достижении значения - Unop-. V-МДПТ начинает быстро запираться.

Большое влияние на времена переключения и задержки оказывает сопротивление источника входного сигнала Нг- Это хорошо видно из рис. 1.25а,б,в.г (осцилограммы импульсов на затворе (верхний луч) и (на стоке (нижний луч).

Уменьшение от 100 до 20 Ом позволяет сократить время включения V-МДПТ с = 50 не до 20 НС. а время выключения - с 60 не до = 30 не.

Время задержки включения увеличивается с ростом R, так как нарастание входного сигнала U, до порогового напряжения Unop- iVlT с постоянной времени Tgxi равной:

вх1 -Иг( Сзи + Сзс)-

При достижении Unop V-МДП-транзистор открывается и далее входное напряжение нарастает с постоянной времени Твхг. учитывающей влияние эффекта Миллера на переходной процесс:

Твх2 - Иг (Сзи + Сзс(1-*- Ку)),

где Kv - коэффициент усиления по напряжению, который равен отношению амплитуды импульса напряжения на стоке к амплитуде входного импульса Ush. Изломы на фронтах напряжения из как раз и связаны с изменением постоянной времени входного сигнала. Более сильное влияние Rg на время задержки выключения также объясняется тем, что спад напряжения на затворе от ас- ДО Unop- идет с постоянной времени Гвхг>Гвх1-

Детально зависимость времени включения V-МДП-транзистора КП701 от сопротивления источника входного сигнала иллюстрирует рис. 1.26, на котором хорошо видно изменение 1вкл- при увеличении Rr-

Семейство осциллограмм рис. 1.27 позволяет установить, как зависят - динамические параметры V-МДПТ от сопротивления нагрузки Rh. Увеличение сопротивления Rh приводит к сокращению времени включения, при одновременном увеличении времени и задержки выключения.

Изменение нагрузочного сопротивления (или тока стока) сильно сказывается и на сопротивлении во включенном состоянии Гси. Ведь уменьшение Rh (или увеличение тока стока) приводит к перемещению рабочей точки на выходных характеристиках транзистора вверх, на более пологий участок с большим дифференциальным сопротивлением, а соответственно и с большим Гси (рис. 1.28).

Допустимую область надежной работы, или так называемую область безопасной работы (ОБР) V-МДП-транзисторов моно определить из рис. 1.29, на котором по осям отложены значения тока стока 1с и напряжения сток-исток Uc .

Ток стока как в статическом, так и в импульсном режиме (пунктирная линия) ограничен лишь наклоном линии рассеиваемой мощности (ток стока равен максимально допустимой рассеиваемой мощности, деленной на UcJ и максимально допустимой температурой. Этот наклон во всем интервале токов и напряжений один и тот же в отличие от характеристики биполярных транзисторов, у которых ее наклон меняется при наступлении вторичного пробоя.