Inconsistencia aparente de la clasificación de potencia MOSFET en la hoja de datos: SOA v. potencia máx.

3 respuestas

4

ElSOAparaesteFETmuestraunalimitaciónadicional(másalládelaslíneasVds,Imax,RdsyPtradicionales),quenoseencuentracomúnmenteenotrosMOSFET:laslíneasdebajodelosmarcadoresde10msy1ms.Laúnicarazónposibleparaestalimitaciónqueencontréapareceenlaúltimapáginade Hoja de datos del MOSFET de IXYS Power Definición de parámetros :

" Estas curvas teóricas de potencia constante se derivan del cálculo con el supuesto de que son esencialmente uniformes. Temperatura de unión a través del troquel de potencia MOSFET. Este supuesto no es siempre Válido, especialmente para una gran matriz MOSFETs. ... (más explicación) ... Modern Power MOSFETs optimizados para un modo de conmutación Se encontró que las aplicaciones tienen una capacidad limitada para operar en la parte inferior derecha esquina del gráfico FBSOA ".

Tenga en cuenta que este transistor está diseñado para conmutación, no para operación lineal, por lo que probablemente esté optimizado para esa tarea: no está diseñado para funcionar durante más tiempo en esta esquina inferior derecha de la SOA. Tenga en cuenta también que para tiempos pequeños (< 10us, como ocurre en el cambio), esencialmente no existe tal limitación en la esquina inferior derecha.

Para comparación: la SOA de un MSOFET aleatorio (irf7146):

    
respondido por el Wouter van Ooijen
3

La SOA también muestra la curva de potencia para varias duraciones de tiempo. Es esencial que entienda que su falla se debe a un exceso de potencia interna (estrés CTE) y no a un exceso de temperatura. La diferencia es que el estrés es mucho mayor desde las fuentes internas con gradientes térmicos a través del chip multicapa en un sustrato rígido encapsulado en un paquete de plástico.

Así que dale un poco a la SOA y mantente alejado de ella. Pero el impulso 100A está bien. 0.1 A a 20 V está demasiado cerca del límite SOA en DC.

Usted no puede calcular la potencia de calor de salida máxima en función de Rthjc. Aunque se aplica en ambas direcciones, el estrés es significativamente mayor para el egreso y está diseñado para usarse también con el ingreso. Entonces, comprenda que SOA es un límite de egreso de densidad de potencia y Rthjc técnicamente, tanto de ingreso como de egreso para que pueda dimensionar su disipador térmico para limitar Tj al máximo Tamb. y máxima potencia.

Los gradientes térmicos crean límites de tensión no lineales guiados por la SOA y dependen de la duración del pulso. No es prudente diseñarlo para un funcionamiento normal cerca de estos límites, ya que pueden aplicarse otros factores ambientales.

También esas curvas son típicas y no en el peor de los casos. Entonces, aunque estaba justo en la esquina inferior DERECHA DE la SOA, no aplicó ningún margen a su diseño.

Es como diseñar un techo que fallará en 1 tonelada y usarlo en 0.9 toneladas y preguntarse por qué falló. Los arquitectos utilizan grandes factores de seguridad para las especificaciones típicas de este modo de falla.

Los diseñadores de EE deben aprender los márgenes de diseño prudentes por experiencia, ya que no hay un código escrito para cada límite. Para eso son los estándares corporativos o los mentores. Utilizo un margen de 20 ~ 25% en mis diseños, pero a veces más y nunca permitiría que la unión supere los 125 ° C a la máxima potencia al máximo ambiente, a menos que haya una razón como un alto ambiente interno proveniente de otras fuentes de calor. entonces puedo considerar 140'C en el peor de los casos para un MOSFET en circunstancias excepcionales, aunque puede funcionar a 175'C. Esa es la elección del diseñador personal para el margen de seguridad.

Pero cuando califiqué productos OEM para una gran corporación, verificamos todos los diseños, incluidos los hotspots, y no permitimos ninguna temperatura superior a 125 ° C a temperatura ambiente, lo cual es más flexible que el diseño de mi peor caso.

El caso NO se calentará en 1 segundo cuando falla.

La ley de Arhnenius para la química y las tasas de falla de componentes dictan que usted puede mejorar la vida útil en un 50% por cada 10 ° C de caída en la temperatura de la unión.

En su caso, no fue la temperatura de unión sino una grieta de tensión térmica no lineal causada por estar demasiado cerca del límite SOA.

También tenga en cuenta que las piezas de plástico no son sellos perfectos y la exposición prolongada a un alto porcentaje de HR y un funcionamiento muy por encima del punto de ebullición puede crear estrés térmico por efecto de micro-vapor o pop-corn. Normalmente, esto es un alto riesgo para los LED y las piezas que deben sellarse de fábrica hasta algunos días o el mismo día de soldadura, dependiendo del% de HR.

En este caso, el riesgo es bajo, pero aún así un factor de estrés adicional para% RH puede explicar su falla solo dentro de la SOA.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
1

Lo que mencionas puede tener que ver con el escape térmico, a veces denominado efecto Spirito.

Para la operación en modo lineal con V GS baja V, los MOSFET pueden ser propensos a fugitivos térmicos.

Consulte también esta respuesta relacionada: enlace

    
respondido por el zebonaut

Lea otras preguntas en las etiquetas