Por que os transistores queimam?

Até os melhores, transistores originais e verdadeiros de efeito de campo sempre falham pelo mesmo motivo - por excederem qualquer um dos seus parâmetros máximos admissíveis. Não levaremos em consideração os danos mecânicos nos estojos e nas pernas; em vez disso, observamos dois principais fatores prejudiciais - violação do regime térmico e excesso de tensão crítica. A violação do regime térmico significa o excesso da temperatura permitida do cristal, que normalmente está diretamente relacionada ao aumento da corrente, portanto, consideraremos detalhadamente esse aspecto do problema.

De um modo geral, podemos dizer que o transistor de efeito de campo falha por sobretensão ou superaquecimento. E se não houver motivos para exceder os parâmetros permitidos, o transistor manterá sua operacionalidade e a operacionalidade dos componentes vizinhos, sem mencionar as células nervosas do proprietário do dispositivo para o qual esse transistor foi destinado. Então, vamos ver por que os transistores queimam.

Sobretensão

Transistores de efeito de campo - Estes são dispositivos semicondutores muito delicados com várias transições. E seria uma forte simplificação dizer que uma quebra de tensão é possível aqui apenas a partir de um toque estranho com pinças não aterradas. De fato, a quebra de tensão é possível em dois cenários: fonte de porta ou fonte de drenagem.

A quebra da fonte da porta geralmente ocorre devido a um mau funcionamento no estágio do driver do circuito de controle ou devido a interferências, inclusive devido à interferência do dreno devido ao efeito Miller. Obviamente, os transistores modernos são caracterizados por uma capacitância de porta de drenagem muito pequena, no entanto, exceções podem ser detectadas de tempos em tempos, especialmente em circuitos com alta taxa de aumento de tensão no dreno.

Para combater o efeito Miller, são utilizados circuitos ativos de descarga do obturador, ou pelo menos colocar um diodo reverso com um diodo zener no circuito do obturador de campo. Quanto à qualidade dos próprios circuitos de acionamento, maior confiabilidade é demonstrada pelos circuitos de controle com isolamento galvânico, em particular soluções em transformadores de controle de portas.

Para uma quebra de tensão no circuito da fonte de drenagem, um transistor de efeito de campo precisa apenas de alguns nanossegundos para queimar com um surto indutivo de grande amplitude no dreno. Para combater a sobretensão no dreno, geralmente são usados ​​circuitos de partida suave, limitadores ativos ou circuitos amortecedores passivos com capacitores e resistores ou limitadores de tensão de varistor no dreno. Esses e outros caminhos de proteção são medidas preventivas forçadas para proteger os transistores de efeito de campo, são muito comuns e aceitos como norma entre os desenvolvedores de eletrônicos de potência.

Superaquecimento de cristal

A causa mais comum de superaquecimento do transistor é a má montagem do corpo do transistor no radiador ou simplesmente o contato de baixa qualidade entre o radiador e o transistor. Para se proteger contra esse fenômeno, é melhor não apenas usar substratos e pastas condutores de calor, mas também usar sensores de temperatura que desligariam o circuito em caso de superaquecimento.

Sobrecarga de corrente média é outro motivo para o superaquecimento do transistor. Na maioria das vezes em circuitos conversores de pulso eles estão enfrentando dificuldades aumentando gradualmente a frequência e a largura dos pulsos de controle. Isso é necessário para evitar exceder a corrente média, por exemplo, durante uma partida a frio do dispositivo, quando capacitores vazios são carregados ou o motor é iniciado, que ainda precisa ganhar velocidade, e se você aplicar corrente total imediatamente, os transistores sobrecarregarão instantaneamente. Os circuitos de realimentação de corrente nos circuitos push-pull também contribuem para a proteção dos transistores.

E é claro, através da corrente, onde você iria sem ela. Os desenvolvedores de circuitos de meia ponte não sabem disso por boatos.Isso salvará o cálculo e o projeto competentes do circuito de controle e dos circuitos de realimentação, bem como um início suave com um aumento lento na taxa de repetição e largura dos pulsos de controle.