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Las familias de transistores de unión bipolar DXTN07 y DXTP07 se pueden usar para conmutación de alta corriente en aplicaciones industriales, de consumo y automotrices.

Los MOSFET dominan el mundo de los transistores en estos días, y entiendo las razones prácticas de esto. No obstante, no queremos marginar a los BJT. Me pregunto si a veces se pasan por alto los transistores de unión bipolar, no porque en realidad sean la parte inferior de una aplicación determinada, sino simplemente porque nos hemos acostumbrado a usar MOSFET.

Supongo que por eso me llamó la atención un anuncio reciente de un producto de Diodes Incorporated. Han lanzado dos nuevas familias de BJT. La serie DXTN07 consta de cuatro dispositivos NPN, y la serie DXTP07 consta de cuatro dispositivos PNP. Estos transistores están diseñados para circuitos de conmutación de carga y de alimentación. Me parece interesante porque me parece que, para este tipo de aplicaciones, los esfuerzos de desarrollo se centran en los MOSFET.

BJT vs MOSFET?

He discutido este problema anteriormente, al igual que Lonne Mays al discutir qué semiconductor de potencia elegir para el diseño de la etapa de potencia. Hoy, sin embargo, voy a adoptar un nuevo enfoque: no haré ningún intento de comparar estos dos tipos de transistores ni de hacer recomendaciones sobre cuál es más apropiado para una aplicación determinada. Simplemente no estoy familiarizado con las últimas técnicas utilizadas en el diseño y fabricación de transistores discretos, y me preocupa que el enfoque tradicional para comparar dispositivos de efecto de campo y dispositivos bipolares no sea tan relevante como solía ser.

El único consejo que ofreceré es el siguiente: no utilice transistores de efecto de campo simplemente porque los FET son más comunes o porque la versión anterior del diseño utilizó un FET. Si realmente desea optimizar el rendimiento, creo que a menudo vale la pena considerar e incluso evaluar un diseño basado en un BJT recientemente lanzado.

Los dispositivos DXTN07 y DXTP07

Yo pondría estos transistores en la categoría de potencia media-alta. Toleran voltajes de colector-emisor que varían de 25 V a 100 V, y tienen una clasificación de corriente de colector continua de 2 A o 3 A. Tenga en cuenta, sin embargo, que muchas aplicaciones de conmutación implican una corriente de carga pulsada en lugar de una carga continua. corriente. Por lo tanto, debe analizar más detenidamente las especificaciones para determinar si estas partes son una buena opción para su sistema.

La gráfica que se muestra a continuación le proporciona un ejemplo de cómo la corriente máxima del colector varía según la duración del pulso.

Parcela tomada de la hoja de datos DXTN07025BFG.

Una especificación que noté es el voltaje de saturación del colector-emisor, particularmente para el número de pieza DXTN07045DFG. Este dispositivo tiene una típica V_{CE (SAT)} de 140 mV con una corriente de colector de 1 A. Esto parece bastante bajo, y un bajo voltaje de saturación es bueno porque significa menos disipación de potencia para una corriente de carga dada.

Como se muestra en la siguiente gráfica, la tensión de saturación se ve afectada por la corriente del colector y la relación de la corriente del colector a la corriente base; Puede ser significativamente inferior a 140 mV.

Parcela tomada de la hoja de datos DXTN07045DFG.

Podemos poner este número en perspectiva comparando la disipación de potencia de este transistor con la de un MOSFET en condiciones de operación similares. Con una corriente de colector de 1 A y una tensión de colector-emisor de 140 mV, tenemos 140 mW de disipación de potencia. Para lograr la misma disipación de potencia con una corriente de drenaje de 1 A, un FET debería tener una resistencia de 140 mΩ en el estado.

Rendimiento térmico

Rara vez pierdo la oportunidad de enfatizar la importancia de incorporar el análisis térmico en los reguladores de voltaje, controladores de motor y otros circuitos que involucran una cantidad no trivial de disipación de potencia. Mirar las especificaciones de corriente máxima no es suficiente; la corriente conduce a la disipación de energía, y la disipación de energía conduce al calor, y el calor conduce a temperaturas que pueden dañar o incluso comprometer la funcionalidad de un circuito.

Los dispositivos DXTN07 y DXTP07 están alojados en un paquete interesante (se muestra a continuación). Diodes Incorporated lo llama el PowerDI3333. Lo describen como más eficiente térmicamente que un SOT223, y requiere un 70% menos de espacio en la placa. Esta es una consideración importante, ya que el tamaño del paquete y el rendimiento térmico generalmente están en conflicto: un paquete más pequeño dificulta que el calor pase del chip al PCB y al entorno circundante.

Imagen cortesía de Diodes Inc.

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¿Tiene alguna idea sobre el tema MOSFET vs. BJT? ¿Crees que un BJT recién lanzado podría reemplazar un MOSFET en uno de tus próximos diseños? Háganos saber en la sección de comentarios.