Warum brennen Transistoren?

Selbst die besten, originalen und echten Feldeffekttransistoren fallen immer aus demselben Grund aus - weil sie einen ihrer maximal zulässigen Parameter überschreiten. Wir werden mechanische Schäden an Gehäusen und Beinen nicht berücksichtigen, sondern zwei Hauptschädigungsfaktoren feststellen - Verletzung des thermischen Regimes und Überschreitung der kritischen Spannung. Eine Verletzung des thermischen Regimes bedeutet den Überschuss der zulässigen Temperatur des Kristalls, der normalerweise direkt mit dem erhöhten Strom zusammenhängt. Daher werden wir diesen Aspekt des Problems im Detail betrachten.

Generell kann man sagen, dass der Feldeffekttransistor entweder durch Überspannung oder durch Überhitzung ausfällt. Und wenn es keine Gründe gibt, die zulässigen Parameter zu überschreiten, behält der Transistor sowohl seine Funktionsfähigkeit als auch die Funktionsfähigkeit benachbarter Komponenten bei, ganz zu schweigen von den Nervenzellen des Besitzers der Vorrichtung, für die dieser Transistor bestimmt war. Mal sehen, warum Transistoren brennen.

Überspannung

Feldeffekttransistoren - Dies sind sehr empfindliche Halbleiterbauelemente mit mehreren Übergängen. Und es wäre eine starke Vereinfachung zu sagen, dass ein Spannungsausfall hier nur durch eine unangenehme Berührung mit einer nicht geerdeten Pinzette möglich ist. Tatsächlich ist ein Spannungsausfall in zwei Szenarien möglich: Gate-Source oder Drain-Source.

Der Gate-Source-Durchschlag tritt normalerweise aufgrund einer Fehlfunktion in der Treiberstufe der Steuerschaltung oder aufgrund von Störungen auf, einschließlich aufgrund von Störungen durch den Drain aufgrund des Miller-Effekts. Natürlich zeichnen sich moderne Transistoren durch eine sehr kleine Drain-Gate-Kapazität aus, jedoch können von Zeit zu Zeit Ausnahmen auftreten, insbesondere in Schaltungen mit einer hohen Spannungsanstiegsrate am Drain.

Um den Miller-Effekt zu bekämpfen, werden aktive Shutter-Entladungsschaltungen verwendet oder zumindest eine Sperrdiode mit einer Zenerdiode in die Feld-Shutter-Schaltung eingesetzt. In Bezug auf die Qualität der Treiberschaltungen selbst zeigen Steuerschaltungen mit galvanischer Trennung, insbesondere Lösungen für Gate-Steuertransformatoren, eine höhere Zuverlässigkeit.

Für einen Spannungsabfall in der Drain-Source-Schaltung benötigt ein Feldeffekttransistor nur wenige Nanosekunden, um von einem induktiven Stoß mit großer Amplitude am Drain zu brennen. Zur Bekämpfung von Überspannungen am Drain werden üblicherweise Sanftanlaufschaltungen, aktive Begrenzer oder passive Dämpfungsschaltungen mit Kondensatoren und Widerständen oder Varistorspannungsbegrenzer am Drain verwendet. Diese und andere Schutzpfade sind erzwungene vorbeugende Maßnahmen zum Schutz von Feldeffekttransistoren. Sie sind weit verbreitet und werden von Entwicklern der Leistungselektronik als Norm akzeptiert.

Kristallüberhitzung

Die häufigste Ursache für eine Überhitzung des Transistors ist eine schlechte Befestigung des Transistorgehäuses am Kühler oder einfach ein Kontakt von schlechter Qualität zwischen dem Kühler und dem Transistor. Zum Schutz vor diesem Phänomen ist es am besten, nicht nur wärmeleitende Substrate und Pasten zu verwenden, sondern auch Temperatursensoren, die den Stromkreis bei Überhitzung ausschalten.

Eine mittlere Stromüberlastung ist ein weiterer Grund für die Überhitzung des Transistors. Am häufigsten in Impulswandlerschaltungen Sie kämpfen damit, indem sie die Frequenz und Breite der Steuerimpulse allmählich erhöhen. Dies ist erforderlich, um zu vermeiden, dass der durchschnittliche Strom überschritten wird, z. B. während eines Kaltstarts des Geräts, wenn leere Kondensatoren geladen werden oder der Motor gestartet wird, der noch nicht an Drehzahl gewonnen hat. Wenn Sie sofort den vollen Strom anlegen, werden die Transistoren sofort überlastet. Stromrückkopplungsschaltungen in Gegentaktschaltungen tragen ebenfalls zum Schutz von Transistoren bei.

Und natürlich, durch die Strömung, wohin würden Sie ohne sie gehen. Die Entwickler von Halbbrückenschaltungen wissen nichts vom Hörensagen.Dies erspart die kompetente Berechnung und Auslegung des Steuerkreises und der Rückkopplungskreise sowie einen Sanftanlauf mit einer langsamen Erhöhung der Wiederholungsrate und Breite der Steuerimpulse.