У овом посту расправљамо о оценама МОСФЕТ лавина и научићемо како правилно разумети ову оцену у техничком листу, како произвођач испитује параметар и мере за заштиту МОСФЕТ-ова од овог феномена.

Параметар лавине не само да помаже у провери неравнине уређаја, већ помаже и филтрирању слабијих МОСФЕТ-ова или оних који су подложнији или су у опасности од квара.

Шта је МОСФЕТ Аваланцхе Ратинг

Оцена лавине МОСФЕТ-а је максимално подношљива енергија (милијуџа) коју МОСФЕТ може да поднесе када његов напон одводног извора премашује ограничење максималног пробојног напона (БВДСС).

Ова појава се обично јавља у МОСФЕТ склопним круговима са индуктивним оптерећењем преко одводне стезаљке.

Током ОН периода прекидачких циклуса, индуктор се пуни, а током ОФФ периода индуктор ослобађа своју ускладиштену енергију у облику задњег ЕМФ-а кроз одводни извор МОСФЕТ-а.

Овај реверзни напон проналази свој пут кроз МОСФЕТ-ову телесну диоду и ако његова вредност пређе максимално дозвољену границу уређаја, узрокује да се у њему развије јака топлота која наноси штету или трајно оштећује уређај.

Када је представљена МОСФЕТ лавина

Параметар Аваланцхе Енерги и УИС (унцлампед индуцтиве свитцхинг) цуррент у ствари нису били укључени у МОСФЕТ листове података пре 1980-их.

И тада је то еволуирало не само у спецификацију техничког листа, већ у параметар који су многи потрошачи почели да захтевају да се ФЕТ тестира пре него што се уређај пошаље у производњу, посебно ако је МОСФЕТ дизајниран за имплементацију напајања или пребацивања.

Стога је тек након 1980-их параметар лавине почео да се појављује у листовима са подацима, а затим су техничари за промоцију почели да схватају да што је већа оцена лавине то је уређај изгледао конкурентнији.

Инжењери су почели да одређују технике за експериментисање са параметром подешавањем неколико његових променљивих, које су коришћене за процес испитивања.

Уопштено говорећи, што је већа енергија лавине, МОСФЕТ се претвара у трајнији и јачи. Стога већа оцена лавине представља јаче МОСФЕТ карактеристике.

Већина ФЕТ листова података обично има параметар лавине укључен у табелу апсолутних максималних оцена, која се може наћи директно на улазној страници техничког листа. Овде можете посебно видети параметре написане као Аваланцхе Цуррент и Аваланцхе Енерги, Еас.

“сцада системи се обично имплементирају користећи неку од следећих компоненти ”

Због тога је у таблицама података МОСФЕТ енергија лавине представљена као количина енергије коју МОСФЕТ може толерисати док је подвргнут испитивању лавином или када је пређена максимална вредност напона пробоја МОСФЕТ-а.

Струја лавине и УИС

Ова максимална вредност напона пробоја одређује се испитивањем струје лавине, које се постиже тестом индуковане комутације без заптивања или УИС тестом.

Стога, када инжењери расправљају о УИС струји, они се можда позивају на Аваланцхе Цуррент.

Испитивање индукционог пребацивања без стезања врши се да би се утврдила струја и самим тим енергија лавине која би могла да покрене квар МОСФЕТ-а.

Као што је раније поменуто, ове величине или оцене у великој мери зависе од спецификација испитивања, посебно вредности индуктивитета примењене у време испитивања.

Поставка теста

Следећи дијаграм приказује постављени стандардни тестни круг УИС-а.

Тако видимо напајање напоном у серији са пригушницом Л, које је такође у серији са МОСФЕТ-ом на испитивању. Такође можемо видети управљачки механизам гејта за ФЕТ чији је излаз у серији са отпорником ФЕТ гејта Р.

На доњој слици налазимо уређај ЛТЦ55140 контролер, који се користи у лабораторији Текас Инструмент за процену УИС карактеристика ФЕТ-а.

Карактеристика УИС-а накнадно помаже не само да се сазна оцена ФЕТ листа података, већ и вредност која се користи за скенирање ФЕТ-а у финалном поступку испитивања.

Алат омогућава прилагођавање вредности индуктора оптерећења од 0,2 до 160 милихенри. Омогућава подешавање одводног напона испитног МОСФЕТ-а са 10 на 150 волти.

То, као резултат, омогућава преглед чак и оних ФЕТ-ова који су предвиђени да поднесу само 100 В напона пробоја. И, постаје могуће применити одводне струје од 0,1 до 200 ампера. А ово је тренутни опсег УИС-а који ће ФЕТ можда морати толерисати током поступка испитивања.

Поред тога, алат омогућава подешавање различитих распона температура МОСФЕТ кућишта, од -55 до +150 степени.

Поступци испитивања

Стандардни УИС тест се примењује у 4 фазе, као што је приказано на следећој слици:

Прва фаза састоји се од теста пре цурења, у коме напон напајања одступа одвод ФЕТ-а. У основи је идеја овде покушати осигурати да ФЕТ ради на уобичајени очекивани начин.

Дакле, у првој фази ФЕТ се држи искљученим. Одржава напон напајања блокиран на стезаљкама даим-емитора, а да притом не исцури нека врста прекомерне струје цурења.

У другој фази, која је позната као појачавање лавинске струје, ФЕТ се укључује, што доводи до пада његовог одводног напона. Резултат тога је да се струја постепено повећава кроз индуктор са константним ди / дт. Дакле, у основи у овој фази, индуктору је дозвољено пуњење.

У трећој фази спроводи се стварно испитивање лавином, где је ФЕТ практично подвргнут лавини. У овој фази, ФЕТ се искључује уклањањем пристраности врата. То резултира масивним ди / дт који пролази кроз индуктор, узрокујући да одводни напон ФЕТ пуца високо изнад границе напона пробоја ФЕТ-а.

То приморава ФЕТ да прође кроз вал лавина. У овом процесу, ФЕТ апсорбује целокупну енергију коју ствара индуктор и остаје искључен све док се не изврши 4. степен, који укључује тест после цурења

У овој четвртој фази ФЕТ се поново подвргава поновљеном тесту лавине, само да би био сигуран да ли се МОСФЕТ и даље понаша нормално или не. Ако се то догоди, сматра се да је ФЕТ прошао тест на лавину.

Даље, ФЕТ мора проћи горе наведени тест још много пута, при чему се ниво напона УИС постепено повећава са сваким испитивањем, све док ниво на коме МОСФЕТ не може да издржи и не падне у тест после цурења. А овај тренутни ниво је забележен као максимална тренутна издржљивост УИС-а МОСФЕТ-а.

Израчунавање МОСФЕТ енергије лавине

Једном када се реализује максимални УИС тренутни капацитет руковања МОСФЕТ-ом, при којем се уређај квари, инжењерима постаје много лакше да процене количину енергије која се расипа кроз ФЕТ током процеса лавине.

Под претпоставком да се целокупна енергија ускладиштена у индуктору расипала у МОСФЕТ током лавине, ова величина енергије може се одредити помоћу следеће формуле:

ИС_КАО= 1 / 2Л к И_ОФ^два

ИС_КАОдаје нам величину енергије ускладиштене у индуктору, која је једнака 50% вредности индуктивитета помножене са струјом на квадрат, која пролази кроз индуктор.

Даље, примећено је да се са повећањем вредности индуктора, количина струје која је била одговорна за распад МОСФЕТ-а заправо смањивала.

Међутим, ово повећање величине индуктора у ствари надокнађује ово смањење струје у горњој енергетској формули на начин да се енергетска вредност буквално повећава.

Енергија лавине или струја лавине?

То су два параметра која могу збунити потрошаче док проверавају табелу података МОСФЕТ-а за оцену лавине.

Многи произвођачи МОСФЕТ-а намерно испитују МОСФЕТ-ове већим индукторима, тако да су у могућности да се похвале већом величином енергије лавине, стварајући утисак да је МОСФЕТ тестиран да издржава огромне енергије лавине, те да стога има повећану трајност на лавину.

Али горња метода коришћења већег индуктора делује обмањујуће, управо због тога инжењери компаније Текас Инструментс тестирају са мањом индуктивношћу реда од 0,1 мХ, тако да је МОСФЕТ који се испитује подвргнут већим нивоима струје лавине и екстремних напона слома.

Дакле, у таблицама података енергија лавине, већ струја лавине, треба да буде већа по количини, што показује бољу робусност МОСФЕТ-а.

То чини завршно тестирање изузетно строгим и омогућава филтрирање што већег броја слабијих МОСФЕТ-ова.

Ова тест вредност се не користи само као коначна вредност пре него што се ФЕТ распоред пренесе за производњу, већ је то и вредност која се уноси у табелу података.

У следећем кораку, горња вредност теста је смањена за 65%, тако да крајњи корисник може да добије ширу границу толеранције за своје МОСФЕТ-ове.

Тако, на пример, ако је тестирана струја лавине износила 125 ампера, коначна вредност која се унесе у таблицу података је 81 ампера након смањења.

МОСФЕТ струја лавине у односу на време проведено у лавини

Још један параметар који је повезан са МОСФЕТ-ом напајања и који се помиње у таблицама података, посебно за МОСФЕТ-ове дизајниране за пребацивање апликација, је Аваланцхе Цуррент Цапабилити версус Тиме Спент ин Аваланцхе. Овај параметар се обично приказује с обзиром на температуру кућишта МОСФЕТ-а на 25 степени. Током испитивања температура кућишта се повећава на 125 степени.

У овој ситуацији температура МОСФЕТ-овог кућишта МОСФЕТ-а приближава се стварној температури споја силицијумске матрице МОСФЕТ-а.

У овом поступку како се температура споја уређаја повећава, можете очекивати одређену дозу пропадања која је сасвим нормална? Међутим, ако резултат покаже висок ниво разградње, то може указивати на знакове инхерентно слабог МОСФЕТ уређаја.

Стога се са становишта дизајна покушава учинити да деградација не пређе преко 30% за повећање температуре случаја са 25 на 125 степени.

Како заштитити МОСФЕТ од лавинске струје

Као што смо сазнали из горњих расправа, лавина у МОСФЕТ-овима се развија због високонапонског индуктивног повратног ЕМФ пребацивања кроз МОСФЕТ-ову телесну диоду.

Ако овај задњи ЕМФ напон премаши максималну вредност телесне диоде, проузрокује екстремно стварање топлоте у уређају и последична оштећења.

То имплицира да, ако се индуктивном ЕМФ напону дозволи да прође кроз спољну одговарајућу оцењену премосницу, преко одводног емитер-а ФЕТ-а може помоћи у спречавању појаве лавине.

Следећи дијаграм предлаже стандардни дизајн додавања спољне одводне емитерске диоде за ојачавање унутрашње тело диоде МОСФЕТ-а.