Dlaczego tranzystory się palą?

Nawet najlepsze, oryginalne i prawdziwe tranzystory polowe zawsze zawodzą z tego samego powodu - z powodu przekroczenia któregokolwiek z ich maksymalnych dopuszczalnych parametrów. Nie będziemy brać pod uwagę mechanicznego uszkodzenia skrzyń i nóg, zwracamy natomiast uwagę na dwa główne szkodliwe czynniki - naruszenie reżimu termicznego i przekroczenie napięcia krytycznego. Naruszenie reżimu termicznego oznacza przekroczenie dopuszczalnej temperatury kryształu, co zwykle jest bezpośrednio związane ze zwiększonym prądem, dlatego rozważymy szczegółowo ten aspekt problemu.

Ogólnie rzecz biorąc, możemy powiedzieć, że tranzystor polowy zawodzi albo z powodu przepięcia, albo z przegrzania. A jeśli nie ma powodów do przekraczania dopuszczalnych parametrów, tranzystor zachowa zarówno swoją funkcjonalność, jak i funkcjonalność sąsiednich komponentów, nie mówiąc już o komórkach nerwowych właściciela urządzenia, dla którego ten tranzystor był przeznaczony. Zobaczmy więc, dlaczego tranzystory się palą.

Przepięcie

Tranzystory polowe - Są to bardzo delikatne urządzenia półprzewodnikowe z kilkoma przejściami. Znacznym uproszczeniem byłoby stwierdzenie, że przebicie napięcia jest możliwe tylko w przypadku niezręcznego dotknięcia nieuziemionymi pincetami. W rzeczywistości przebicie napięcia jest możliwe w dwóch scenariuszach: źródło-źródło lub źródło-odwodnienie.

Awaria źródła bramy zwykle występuje z powodu nieprawidłowego działania na etapie sterownika w obwodzie sterowania lub z powodu zakłóceń, w tym z powodu zakłóceń spowodowanych drenażem spowodowanych efektem Millera. Oczywiście współczesne tranzystory charakteryzują się bardzo małą pojemnością drenu, jednak od czasu do czasu można wychwycić wyjątki, szczególnie w obwodach o wysokim tempie wzrostu napięcia na dnie.

Aby zwalczyć efekt Millera, stosuje się aktywne obwody rozładowania migawki lub przynajmniej umieszcza diodę odwrotną z diodą Zenera w obwodzie migawki polowej. Jeśli chodzi o jakość samych obwodów sterownika, wyższą niezawodność wykazują obwody sterujące z izolacją galwaniczną, w szczególności rozwiązania transformatorów sterujących bramą.

Aby załamać się napięcie w obwodzie dren-źródło, tranzystor polowy potrzebuje tylko kilku nanosekund, aby spalić się w wyniku indukcyjnego udaru o dużej amplitudzie na dnie. Aby zwalczyć przepięcie na odpływie, zwykle stosuje się obwody łagodnego rozruchu, aktywne ograniczniki lub pasywne obwody tłumiące z kondensatorami i rezystorami lub warystorowe ograniczniki napięcia na odpływie. Te i inne ścieżki ochronne są wymuszonymi środkami zapobiegawczymi w celu ochrony tranzystorów polowych, są one bardzo powszechne i akceptowane jako norma wśród twórców elektroniki mocy.

Przegrzanie kryształu

Najczęstszą przyczyną przegrzania tranzystora jest słabe mocowanie korpusu tranzystora do chłodnicy lub po prostu słabej jakości kontakt między chłodnicą a tranzystorem. Aby zabezpieczyć się przed tym zjawiskiem, najlepiej jest nie tylko używać przewodzących ciepło podłoży i past, ale także używać czujników temperatury, które wyłączałyby obwód w przypadku przegrzania.

Przeciążenie prądem jest kolejnym powodem przegrzania tranzystora. Najczęściej w obwodach konwertera impulsów zmagają się z tym, stopniowo zwiększając częstotliwość i szerokość impulsów kontrolnych. Jest to konieczne, aby uniknąć przekroczenia średniego prądu, na przykład podczas zimnego rozruchu urządzenia, gdy puste kondensatory są ładowane lub silnik jest uruchamiany, który jeszcze nie zyskał prędkości, a jeśli natychmiast zastosujesz pełny prąd, tranzystory natychmiast się przeciążą. Obwody sprzężenia zwrotnego prądu w obwodach push-pull również przyczyniają się do ochrony tranzystorów.

I oczywiście przez prąd, dokąd byś poszedł bez niego. Twórcy obwodów półmostkowych nie wiedzą o tym na podstawie informacji.Pozwoli to zaoszczędzić właściwe obliczanie i projektowanie obwodów sterowania i obwodów sprzężenia zwrotnego, a także łagodny start z powolnym wzrostem częstotliwości powtarzania i szerokości impulsów sterujących.