¿Cuándo quieres un ESBT (transistor bipolar con emisor conmutado)?

Me acabo de enterar de los ESBT, que parecen ser un híbrido de BJT y MOSFET:

Cuando busqué en Google, la mayoría de los enlaces conducían a STMicroelectronics , por lo que creo que actualmente son el único fabricante.
Noté que muchos dispositivos tienen alto voltaje (1000V a más de 2000V), y algunos dispositivos vienen en paquetes bastante grandes,

a pesar de ser relativamente baja corriente (esta es de 7A). Debe tener que ver con su aplicación en circuitos de alto voltaje (2200V).

¿Alguien ha usado uno de estos todavía? ¿Cuáles son las ventajas sobre un MOSFET (además de quizás el voltaje más alto)?

Tradicionalmente, los MOSFET pueden cambiar rápidamente, pero están disponibles para voltajes de hasta aprox. 800 V o 1000 V solamente. Los BJT de potencia pueden tomar> 1000 V pero no son tan rápidos.

El ESBT está disponible como parte de un solo paquete de ST, pero también se puede hacer usando dos transistores discretos. Aprovecha la configuración de cascode, que combina la capacidad del dispositivo de bajo voltaje de ser muy rápido y la capacidad del dispositivo de alto voltaje para bloquear un voltaje grande. La base del BJT se mantiene a un voltaje de CC moderado, lo que hace que su emisor esté un poco menos de 1 V por debajo de él. Este bajo voltaje del emisor es el voltaje máximo que el MOSFET tiene que bloquear.

El concepto se ilustra mejor cuando se piensa en el proceso de apagado: el MOSFET tiene que tomar solo un poco menos que el pequeño voltaje base del BJT cuando está apagado y, por lo tanto, corta la corriente a través del colector del BJT y su propio drenaje. muy rapido. Una vez que el MOSFET corta la corriente, el colector del BJT podría tomarse su tiempo para elevarse a cualquier voltaje alto que necesite bloquear (y en realidad ya no toma mucho tiempo porque la corriente ya es cero ), y la desaceleración El efecto de su capacitancia Miller (colector a base) no se muestra.

Las aplicaciones típicas son los convertidores de retorno que funcionan en un bus rectificado de 400 V (CA), que se relaciona con un diseño para 600 ... 800 V (CC) y requiere un voltaje de bloqueo del transistor de 800 V + n * Vout, siendo n el La relación de devanado pri: seg del transformador y Vout es el voltaje de salida de CC del convertidor. Siempre que un solo MOSFET de alto voltaje sea suficiente para realizar el trabajo en una aplicación de conmutación, es muy probable que sea el camino más económico, sin importar cuán elegante sea el concepto de usar las ventajas típicas de dos dispositivos diferentes en una configuración de casco. . Los ESBT o circuitos MOSFET-y-BJT similares son una topología de nicho, desde mi experiencia.

NOTA (edición, agosto de 2012): Parece que todos los dispositivos ESBT de ST ahora están marcados como NRND (no recomendado para un nuevo diseño). Fuente. Realmente no hace mucho tiempo desde que se presentaron / comercializaron en PCIM Europe 2008 .

Muy interesante. No sabía sobre estos dispositivos antes. De un vistazo rápido, parece que son una ejecución bipolar en una configuración básica común con el FET en serie con el emisor haciendo la conmutación actual. El punto parece ser que obtienes la operación de alto voltaje del BJT con la velocidad del FET. Dado que los BJT de alto voltaje tienden a tener baja ganancia, significa que el suministro de la base debe suministrar una corriente significativa y debe ser bastante sólido para mantener la base en el voltaje correcto para minimizar la caída de voltaje, pero aún así mantener el BJT funcionando como un transistor.

Es interesante observar que, para muchas aplicaciones, el transistor emisor también podría ser un BJT de bajo voltaje de conmutación más rápido. De hecho, hice esto una vez para hacer un transmisor AM de línea portadora a 1MHz. Esto fue en la universidad, y no tenía transistores con la combinación correcta de voltaje, velocidad y ganancia.