Радиационно-стойкий полевой ключ с изолированным фланцем
2П7160А2 — мощный радиационно-стойкий кремниевый эпитаксиально-планарный полевой транзистор с изолированным затвором, n-каналом и встроенным диодом. Металлокерамический корпус с беспотенциальным (изолированным) фланцем и планарными выводами: прибор ставится на радиатор без изолирующих прокладок. Применялся во вторичных источниках электропитания и импульсных модуляторах изделий специального назначения.
Что именно радиация делает с МОП-транзистором
Полевой транзистор с изолированным затвором чувствителен к излучению сильнее биполярного, и уязвимо у него одно конкретное место — подзатворный окисел.
Накопление заряда в окисле. Ионизирующее излучение создаёт в диоксиде кремния пары носителей. Электроны уходят быстро, а дырки остаются в ловушках — окисел заряжается положительно. Этот заряд действует как дополнительное напряжение на затворе и сдвигает пороговое напряжение вниз.
Для n-канального прибора это означает, что он начинает приоткрываться при нулевом затворе. Ключ, который должен быть закрыт, пропускает ток; при достаточной дозе он не закрывается вовсе.
Поверхностные состояния на границе окисел-кремний ухудшают подвижность носителей — растёт сопротивление открытого канала.
Одиночные события. Тяжёлая частица, прошедшая сквозь кристалл, оставляет за собой проводящий след. В высоковольтном ключе под напряжением этого хватает, чтобы началcя локальный пробой — и прибор гибнет от одной-единственной частицы. Явление опаснее накопительной дозы, потому что происходит мгновенно и непредсказуемо.
Как приборы делают стойкими
Тонкий и чистый подзатворный окисел. Чем он тоньше, тем меньше в нём накопится заряда — зависимость примерно квадратичная. Технология выращивания подбирается так, чтобы ловушек было как можно меньше.
Снижение рабочего напряжения относительно предельного. Против одиночных событий это основная мера: запас по напряжению уменьшает вероятность того, что след частицы разовьётся в пробой.
Отбор и испытания. Стойкость — параметр, который проверяют облучением партии, и это разрушающий контроль: испытанные приборы в аппаратуру не идут.
⚠️ Беспотенциальный фланец стоит упомянуть отдельно. У обычного силового прибора фланец электрически соединён со стоком, и на радиатор его ставят через слюдяную или керамическую прокладку. Прокладка добавляет тепловое сопротивление, нередко сравнимое с сопротивлением самого прибора, и является слабым местом по пробою. Изолированный фланец снимает обе проблемы сразу: прибор крепится прямо к радиатору, тепловой контакт наилучший, а изоляция обеспечена внутри корпуса керамикой с хорошей теплопроводностью.
⚠️ Что это меняет при ремонте: радиатор такого прибора не находится под потенциалом стока, и трогать его под напряжением безопаснее. Но проверять это надо прозвонкой, а не по внешнему виду — корпуса обоих исполнений похожи.
Описание и применение
Транзисторы 2П7160А2 мощные радиационно-стойкие кремниевые эпитаксиально-планарные полевые, с изолированным затвором, n-каналом и встроенным диодом. Предназначены для работы во вторичных источниках электропитания, импульсных модуляторах в качестве силовых транзисторных ключей и в другом электрооборудовании изделий специального назначения. Изготавливаются в металлокерамических корпусах с изолированным (беспотенциальным) фланцем и планарными выводами. Наличие беcпотенциального основания позволяет исключить необходимость электроизоляционных прокладок при установке на теплоотвод (радиатор).
Технические характеристики
Внешний вид
