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VI Power POWER 21 - GENNAIO/FEBBRAIO 2020 I tipi più comuni di discreti di potenza sono i transistor realizzati in tecnologia MOSFET, JFET, BJT e IGBT, i diodi di potenza, i tiristori o diodi SCR e infine i modu- li di potenza. Questi ultimi sono in grado di garantire il livello di integrazione più elevato e includono al loro interno una combinazione dei componenti precedente- mente elencati. Accanto a questi semiconduttori basati sul silicio, negli ultimi anni sono comparsi sul mercato discreti di potenza basati sui materiali wide bandgap. Questi componenti hanno oggi raggiunto un grado di affidabilità pari alle migliori contro- parti basate sul silicio: stabilità, affi- dabilità a lungo termine e robustezza hanno permesso l’impiego di questi nuovi componenti in applicazioni di potenza ottenendo valori di efficien- za senza precedenti. Transistor di potenza I transistor di potenza sono larga- mente utilizzati negli inverter, nei circuiti switching e negli alimentato- ri SMPS, con applicazioni in ambito industriale, automotive e in buona parte dell’elettronica di consumo. I transistor di potenza realizzati con tecnologia BJT utilizzano un proces- so di fabbricazione economico e am- piamente collaudato, ma presentano alcune limitazioni. La prima è quella di richiedere, nello stato di conduzione, una corrente di base pari a circa un quinto della corrente di collettore; viceversa, per ottene- re una rapida commutazione nello stato di interdizione è richiesta un’elevata corrente di base inversa. Inoltre, nei transistor BJT sia gli elettroni sia le lacune contri- buiscono alla conduzione, con l’effetto di rallentare no- tevolmente la velocità di commutazione. Nelle applica- zioni di elevata potenza, i BJT sono infine affetti da un problema di deriva termica: la caduta di tensione ai loro capi decresce all’aumentare della temperatura. L’avven- to dei transistor MOSFET ha permesso di risolvere molte di queste limitazioni. Poiché in essi la conduzione coin- volge solo i portatori di carica maggioritari, si ottiene un dispositivo unipolare con prestazioni superiori a quelle di un BJT, soprattutto in applicazioni di alta frequenza dove le perdite di commutazione sono particolarmente importanti. I MOSFET sopportano l’applicazione simul- tanea di elevate tensioni e correnti senza subire danni; inoltre, possono essere collegati in parallelo in quanto la caduta di tensione aumenta al cre- scere della temperatura, garantendo una distribuzione uniforme della cor- rente tra tutti i componenti. Un cambio radicale di tecnologia si è verificato con l’introduzione del tran- sistor IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), un dispositivo che com- bina le proprietà del transistor BJT con quelle del MOSFET. Il transistor IGBT, infatti, unisce l’elevata impe- denza di ingresso e l’elevata velocità di commutazione del MOSFET con la bassa tensione di saturazione di un BJT, ottenendo un dispositivo in gra- do di gestire elevate correnti colletto- re-emettitore con una corrente di pilotaggio del gate vir- tualmente nulla. ROHM Semiconductor , azienda leader nel settore dell’elettronica di potenza, offre un’ampia gamma di transistor IGBT per applicazioni con elevate correnti e tensioni. Il transistor IGBT RGPR20NL43HR della serie Ignition, conforme allo standard automotive AEC-Q101, è caratterizzato da una tensione di saturazio- ne collettore-emettitore pari a 420 V e corrente massima Soluzioni discrete per l’elettronica di potenza Una panoramica di alcuni tra i più diffusi discreti di potenza, dispositivi elettronici utilizzati per convertire l’energia da una forma a un’altra, in vari stadi collocati tra il punto in cui l’energia viene prodotta e quello in cui essa viene utilizzata Gli IGBT vengono utilizzati in’un’ampia gamma di applicazioni, che spaziano dall’automotive alle apparecchiature industriali ai dispositivi consumer (Fonte: ROHM Semiconductor) A. Di Paolo