В последнее время в печати появились сообщения о планах отменить или пересмотреть более 10000 стандартов времен СССР ( ГОСТ). Представляется, что данная мера может быть полезна и для силовой полупроводниковой техники в части элементной базы, в частности силовых биполярных транзисторов.
Попытки внести изменения в существующие ГОСТ , имеющие отношения к ключевому режиму силовых биполярных транзисторов, предпринимались автором и небольшим коллективом единомышленников ещё в далеком 1985г. Речь шла , в частности, о ГОСТ 17466-80(Транзисторы биполярные и полевые. Основные параметры), ГОСТ 18604.2-80 9Транзисторы биполярные. Методы измерения статического коэффициента передачи тока), ГОСТ 20003-74 (Транзисторы биполярные. Термины, определения и буквенные обозначения параметров) и некоторых других. Закрепленные в них параметры, методы их измерения не соответствовали реальным параметрам и критериям оценки ключевого режима силовых биполярных транзисторов, что сдерживало появление новых перспективных образцов, создавало трудности при проектировании силовых источников вторичного электропитания. Предложенные изменения в те годы под надуманными предлогами не были приняты соответствующими ведомствами, отвечающими за стандарты, несмотря на положительные рекомендации ряда предприятий промышленности и приемки изделий для спецтехники.
Суть предлагаемых изменений была в следующем.
В среде разработчиков полупроводниковых преобразователей в те годы ( следует отметить, что по прошествию более 30 лет в этом плане мало что изменилось) отсутствовало понимание однозначного критерия режима насыщения транзистора работающего в ключевом режиме. Единый подход при заказе промышленности того или иного экземпляра транзистора отсутствовал. Все понимали, что так называемые параметры «малого сигнала» \в частности, коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером h21э \ закрепленные в ГОСТ и перекочевавшие в ТУ , для ключевого режима не подходят.
Попытки внести в ТУ дополнительные параметры на основе экспериментальных данных отдельных разработчиков в дополнение к существующим, только запутывали ситуацию.
В качестве примера приведу данные транзисторной сборки NPN 2ТС843А . Можно заметить, что статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером h21э имеет значение 10-50, в то время как параметры режима насыщения приводятся при коэффициенте передачи тока , который никак не обозначается, но его значение равно 5. Почему выбран именно это значение, а не какое-то другое не обьясняется. Удивительно, но и в DATASHEET более современных биполярных транзисторов можно проследить тоже самое. Например PNP транзистор PBSS5540Z с заявленным низким уровнем напряжения насыщения имеет при коллекторном токе 2А h21э 50-150, но параметры насыщения приведены уже при соотношении тока коллектора и базы 10.
Что же касается динамических параметров транзисторов в ключевом режиме, то можно отметить, что приводимые справочные данные, как правило, вообще не относились к реальному режиму работы транзистора и не были привязаны к статическому режиму , вследствие чего разработчики вынуждены были определять их каждый раз самостоятельно.
В 1983-1986 г.г. в работах \ 1, 2 \ и ряде других был предложен технически корректный критерий режима насыщения. Предлагалось ввести новый параметр-коэффициент передачи тока транзистора в режиме насыщения h21нас \ аббревиатура выбрана специально для корреляции с привычными разработчикам обозначениями\. Это было связано с тем, что в режиме насыщения биполярного транзистора имеется режим, в котором суммарные потери в нем минимальны \ 3 \. В этой точке и предлагалось измерять коэффициент передачи тока биполярного ключевого транзистора. Как показали многочисленные эксперименты , этот параметр практически не зависел от тока коллектора, температуры и других внешних факторов.
Во многих случаях при использовании коэффициента h21нас важен даже не сам эффект экономии мощности \ хотя для низковольтных ВИП это важно\ особенно в условиях, когда теплоотвод затруднен \ сколько важна однозначость критерия оценки ключевого режима. Вводились так же и другие параметры- например, классификационный ток коллектора , при котором измерялись параметры режима насыщения/ 4 /. Динамические параметры \ время рассасывания, время спада тока \ так же измерялись в этом режиме. Система параметров, описанная в \ 4 \, представлялась достаточно продуманной и работоспособной . На Брянском заводе полупроводниковых приборов БЗПП \ныне КРЕМНИЙ ЭЛ\ с помощью специально разработанного прибора Классификатор \ Бронзовая медаль ВДНХ СССР 1987 \
были проведены статистические исследования предложенного коэффициента передачи тока в ключевом режиме h21нас на примере одного из лучших в то время транзисторов 2Т836Б в различных режимах .
.
Для автоматизации измерения предложенных параметров была разработана компьютерная система АСНИ Транзистор .
Однако начавшаяся в 1986-1987 годах перестройка привела к свертыванию работ по внедрению предлагаемых параметров. Однако представляется верным, что и в настоящее время проведенные ранее исследования не потеряли своей актуальности. \5 \.
1. Коэффициент передачи тока в режиме насыщения. Веденеев Г.М., Зенченко А.Н. и др. Электронная техника в автоматике. Сборник статей. Под редакцией Ю.И.Конева. Выпуск 15. Москва, Радио и связь, 1984. с.204-211.
2. Измерениекоэффициента передачи тока транзистора в режиме насыщения .Веденеев Г.М., Воронцов А.Н., Зенченко А.Н. и др. Электронная техника в автоматике. Сборник статей . Под редакцией Конева Ю.И. Выпуск 17. Москва, Радио и связь,1986, с.206-215.
3. Выбор оптимальных режимов полупроводниковых триодов в области насыщения. Здрок А.Г. Вестник электропромышленности, 1961, №12. с.40-44.
4. Силовые биполярные транзисторы при работе в ключевых режимах. Веденеев Г.М., Зегнченко А.Н., Токарев А.Б. Москва, Издательство МЭИ, 1992г., 88с.
5. BISS-транзисторы в режиме насыщения. Зенченко А.Н. Силовая электроника. №2, 2017. с.4-5.
