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为什么新的80v电阻晶体管与电动汽车系统设计相关

2021年1月14日通过杰克赫兹

怀着对未来汽车设计的希望,Nexperia发布了一款80 V的“RET”。这些组件在电动汽车设计中有何用处?

在大多数汽车系统中使用的48 V电源对设计工程师选择集成的组件对唯一的约束造成了独特的约束。

一方面,这些系统需要可以处理更高电流,更高的输入电压和(通常)下r的晶体管DS(上)值。然而,即使是为处理这些电压而设计的晶体管也可能在某些条件下失效,即汽车系统中常见的高瞬态峰值。

Nexperia为电动汽车系统开发的新型80V RETs

Nexperia为电动汽车系统设计的新型80伏RETs。图片由Nexperia

Nexperia的最新版本旨在缓解这一问题:配备80v电阻的晶体管(RET)。这些RETs,也被称为数字晶体管,被设计用来帮助未来的汽车设计,使元件有足够的电压净空来满足电动汽车板的需求。

什么是配备电阻的晶体管(RETs)?

RET是双极晶体管它具有由串联基极电阻和基极发射极电阻组成的内置偏置网络。

一个NPN型RET

NPN RET。图片由东芝

输入电阻的作用是将输入电压转换为电流,基极-发射极电阻的作用是吸收泄漏电流,防止噪声引起的故障。BJT的工作原理与普通BJT一样,VBE饱和电压约为0.7 V。这意味着当输入电流很小时(R1上的电压很小),大部分电流将通过R2沉到地。

当输入电流很大时,大部分会流向晶体管的基极,只有0.7/R2安培的电流流到地。因此,这种设置确保了安全的操作,保护从噪音的影响(假设他们是小电压)。

大多数时候,ret就像开关一样。

为什么设计者会在电动汽车系统中选择RETs

虽然RET可以确保安全运行,设计者也可以设计一个带有两个离散电阻的离散晶体管,达到同样的结果。

RETs更受欢迎的原因是所有的组件都集成到一个包中,节省了板的空间和成本。虽然节省电路板空间一直是设计师的重要考虑因素,但电动车工程师可能会特别关注这一目标,使系统尽可能轻量化。

RET的输出与输入电压

RET的输出与输入电压在半导体

然而,缺点是当出现大电压峰值时,48v RETs往往会失效。如前所述,设置是为了防止小噪声电流造成的故障。当电压波动较大时,输入基极电流约为(v上下波动-0.7 v)/R1安培。因此,当这些波动太高时,晶体管可能会经历基极电流太高,从而烧坏。

值得注意的是,在电动汽车系统中,一种非常流行和广泛使用的晶体管替代品是大功率场效应管,如SiC场效应管或其他48 V场效应管。

非常适合电动汽车

通过一种新的设计,可以处理80v的标准操作,Nexperia公司提供了一种将RETs应用于电动汽车系统的方法不担心由于电压尖峰导致的故障。Nexperia声称这是行业的第一个80 V Ret,使新闻更加重要,因为这可能是RET对EV系统真正可行的第一个实例之一。