Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Электрик Инфо » Ремонт бытовой техники » Почему горят транзисторы
Количество просмотров: 35794
Комментарии к статье: 5


Почему горят транзисторы


Даже самые лучшие, оригинальные и настоящие полевые транзисторы всегда выходят из строя по одной и той же причине — из-за превышения какого-нибудь из максимально допустимых своих параметров. Мы не будем принимать во внимание механические повреждения корпусов и ножек, вместо этого отметим два основных вредоносных фактора — нарушение теплового режима и превышение критического напряжения. Под нарушением теплового режима имеется ввиду превышение допустимой температуры кристалла, которое обычно напрямую связано с повышенным током, поэтому рассмотрим подробно и данный аспект проблемы.

Совсем обобщая, можно сказать, что полевой транзистор выходит из строя либо от перенапряжения, либо от перегрева. И ежели не допускать причин превышения допустимых параметров, то транзистор сохранит и свою работоспособность, и работоспособность соседних компонентов, не говоря уже о нервных клетках владельца устройства, для которого данный транзистор предназначался. Итак, давайте разберемся, почему же горят транзисторы.

Почему горят транзисторы

Перенапряжение

Полевые транзисторы — это очень нежные полупроводниковые приборы с несколькими переходами. И было бы сильным упрощением сказать, что пробой по напряжению возможен здесь только от неловкого прикосновения не заземленным пинцетом. На самом деле, пробой напряжением возможен по двум сценариям: затвор-исток или сток-исток.

Пробой затвор-исток как правило происходит из-за нарушения в работе драйверного каскада схемы управления либо из-за наводки, в том числе — из-за наводки от стока за счет эффекта Миллера. Конечно, современные транзисторы отличаются очень малой емкостью сток-затвор, однако исключения время от времени могут попадаться, особенно в схемах с высокой скоростью нарастания напряжения на стоке.

Для борьбы с эффектом Миллера применяют активные схемы разряда затвора или как минимум ставят обратный диод со стабилитроном в цепь затвора полевика. Что касается качества самих драйверных схем, то более высокую надежность показывают схемы управления с гальванической развязкой, в частности — решения на трансформаторах управления затвором.

Для пробоя по напряжению в цепи сток-исток, полевому транзистору достаточно всего нескольких наносекунд чтобы сгореть от индуктивного выброса большой амплитуды на стоке. Для борьбы с перенапряжением на стоке, обычно применяют схемы плавного включения, активные ограничители или пассивные снабберные схемы с конденсаторами и резисторами, либо варисторные ограничители напряжения на стоке. Те и другие защитные пути являются вынужденными превентивными мерами предохранения полевых транзисторов, они очень распространены и приняты за норму среди разработчиков силовой электроники.

Полевые транзисторы на печатной плате

Перегрев кристалла

Наиболее банальная причина перегрева транзистора — плохое крепление корпуса транзистора к радиатору или просто некачественный контакт между радиатором и транзистором. Для защиты от данного явления лучше всего не только применять теплопроводные подложки и пасты, но дополнительно использовать датчики температуры, которые бы отключали схему при наступлении перегрева.

Перегрузка по среднему току — еще одна причина перегрева транзистора. Чаще всего в схемах импульсных преобразователей с ней борются путем плавного увеличения частоты и ширины управляющих импульсов. Это нужно для того, чтобы избежать превышения среднего тока, например во время холодного пуска устройства, когда заряжаются пустые конденсаторы или запускается двигатель, которому еще предстоит набрать обороты, а если подать сразу полный ток, то транзисторы мгновенно перегрузятся. Схемы обратной связи по току в двухтактных схемах также способствуют защите транзисторов.

И конечно, сквозной ток, куда же без него. Разработчики полумостовых схем знают о нем не по наслышке. Здесь спасет грамотный расчет и проектирование схемы управления и цепей обратной связи, а также плавный пуск с медленным увеличением частоты следования и ширины управляющих импульсов.

Яков Кузнецов





Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Как проверить полевой транзистор
  • Биполярные и полевые транзисторы - в чем различие
  • Выбор драйвера для MOSFET (пример расчета по параметрам)
  • Как подобрать аналог транзистора
  • Управление затвором MOSFET и IGBT, затворный резистор, шунтирующий конденса ...
  • Категория: Ремонт бытовой техники

    Транзистор для чайников

      Комментарии:

    #1 написал: михаил | [цитировать]

    У меня сгорели на УПС сразу два транзистора p55nf06 я заменил на p70n06 после чего транс стал гудеть и преобразовал 226в что при нагрузке акб просто быстро расходует заряд. Вчем причина? Или просто я перестарался. Или теперь все надо под эти транзисторы заменить? Хотя завод изготовитель поставил все 55- тые.

      Комментарии:

    #2 написал: Nitroxenys | [цитировать]

    михаил,
    Поставте p55nf06 а новые уберите, желательно ставить всегда заводские номинальные транзисторы, сравните характеристики а на p70n06- найдите в инете там есть на него характеристика и просто сравните их. Удачи

    P55NF06 - Power MOSFET, N-Channel, 60V, 50A, TO-220

    Структура: N- канал
    Максимальное напряжение сток-исток Uси,В
    Максимальный ток сток-исток при 25 С Iси макс..А
    Максимальное напряжение затвор-исток Uзи макс.,В: ±20
    Сопротивление канала в открытом состоянии Rси вкл.,мОм: 15
    Максимальная рассеиваемая мощность Pси макс..Вт: 110

      Комментарии:

    #3 написал: Иван | [цитировать]

    Это все понятно, если превышена температура, ток или напряжение. А вот почему транзисторы пробивает когда все параметры в норме? Ну то есть есть устройство, работает оно к примеру 5 лет. В нем есть к примеру 20 одинаковых транзисторов или диодов, которые работают в одинаковых щедящих усовиях. И тут вдруг ни с того ни с сего один элемент пробивает. Понтяно, что ни что не вечно, но почему именно этот элемент? Какова физика процесса? От чего зависит сколько проживет полупроводник в штатных условиях на которые он предназначен?

      Комментарии:

    #4 написал: Вит | [цитировать]

    Это зависит от чистоты полупроводника. На одном из кристаллов могут быть микропримеси, которые с годами приведут к изменениям его характеристик и выходу из строя.

      Комментарии:

    #5 написал: Иван | [цитировать]

    Перегрев, перенапряжение,...- это всё банальные всем известные причины. Гораздо интереснее, почему рано или поздно пробивает транзистор работающий в абсолютно номинальных и даже щадящих ряжимах. Почему, допустим, в смартфоне или блоке питании транзистор работает без перегрева и без перенапряжения и тут вдруг его пробивает? При чем одни и те же транзисторы в одних и тех же приборах могут прорабоать месяц, а могут 20 лет. От чего это зависит? Чем иммено отличаются кристаллы у быстродохнущих и долгожителей?

    Добавление комментария
    Имя:*
    Комментарий:

    Популярные статьи:

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Яндекс Дзен

     

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки

    Copyright © 2009-2021 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный (о сайте и авторах статей)
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.