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.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Ремонт бытовой техники » Почему горят транзисторы
Количество просмотров: 66742
Комментарии к статье: 11


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

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Ремонт бытовой техники

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика 



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 ...
  • Виды транзисторов и их применение
  • Драйвер полевого транзистора из дискретных компонентов
  • Полевые транзисторы: принцип действия, схемы, режимы работы и моделирование
  • RCD-снаббер - принцип работы и пример расчета
  • IGBT-транзисторы - основные компоненты современной силовой электроники
  • Категория: Ремонт бытовой техники

    Транзисторы для чайников

      Комментарии:

    #1 написал: михаил |

    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 |

    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 |

    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 |

    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 |

    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?

      Комментарии:

    #6 написал: Валдис Одинцов |

    Хоршая информация. Благодарю.

      Комментарии:

    #7 написал: Ярик |

    Добрый день.
    Подскажите пожалуйста.
    На стабилизаторе сгорел транзистор в корпусе то92 с маркировкой вс640 са46.
    Мастер заменил на вс640 есв через пару дней он тоже сгорел.
    Попросил знакомого купить пару транзисторов. Привезли вс640 с128 .и вс640 j... он впаянный аббревиатуру не помню.
    Суть такая вс640 с128 долго переключает режим, при включении насоса просадка длительная что ее хватает чтобы выключился комп.
    Заменил на вс640 j... . Все стало ок но на сутки и снова сгорел .
    Как вы думаете причина транзистор или глубже?

      Комментарии:

    #8 написал: Слава |

    Здравствуйте, а почему мог сгореть мосфет в скаллер?

      Комментарии:

    #9 написал: Андрей Повный |

    Одной из главных причин, по которой транзисторы горят, является перегрузка или перенапряжение. Когда ток через транзистор становится слишком большим, он может перегреться и потерять свои электрические свойства. Также, если напряжение на транзисторе слишком высокое, это может привести к его разрушению.

    Еще одной причиной, по которой транзисторы могут гореть, является неправильное подключение или неправильный выбор транзистора для конкретного применения. Если транзистор не соответствует требованиям схемы, в которую он включен, это может привести к его неисправности или горению.

    Также, качество транзистора может играть роль в его надежности и долговечности. Если транзистор имеет дефекты из-за производственного процесса, он может выйти из строя быстрее, чем ожидалось.

    Наконец, среда, в которой находится транзистор, также может влиять на его работу и надежность. Высокая влажность или пыльность могут вызвать короткое замыкание и перегрев транзистора, что может привести к его горению.

    Чтобы избежать проблем с горением транзисторов, важно правильно подбирать транзисторы для каждой конкретной схемы, не превышать допустимые значения тока и напряжения, следить за качеством используемых транзисторов, и обеспечивать хорошие условия для их работы.

    Цитата: Иван
    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?

    Даже при работе транзистора или диода в штатных условиях, существует определенная вероятность его отказа. Это связано с многими факторами, которые могут влиять на надежность полупроводниковых элементов.

    Один из факторов - это неравномерность производства. Даже если все элементы в устройстве являются одинаковыми и произведены одним производителем, они все же не могут быть абсолютно одинаковыми. Из-за маленьких отклонений в размерах, форме или материалах, некоторые элементы могут быть более склонны к отказу, чем другие. Это связано с тем, что в процессе работы некоторые из этих элементов могут находиться в более экстремальных условиях, чем другие.

    Кроме того, некоторые факторы, которые могут влиять на длительность жизни полупроводниковых элементов, включают в себя температуру, вибрацию, воздействие магнитных полей и другие условия эксплуатации. Например, при работе устройства в условиях, где происходят резкие перепады температуры, может произойти скачок напряжения, что может привести к пробою элемента.

    Кроме того, элементы могут быть повреждены из-за статического электричества, которое может накапливаться в электронных компонентах. Даже когда устройство отключено от питания, заряд может сохраняться внутри элементов, и это может привести к пробою при следующем включении.

    Также могут возникать проблемы из-за несовместимости элементов. Например, если элементы были спроектированы для работы с определенными параметрами, а потом были заменены на другие элементы, которые не соответствуют спецификациям, это может привести к сбоям в работе устройства.
    Ярик, Судя по описанию, проблема может быть не только в транзисторе, но и в других компонентах стабилизатора. Возможные причины сгорания транзисторов включают в себя перегрузки, перенапряжения, короткие замыкания, скачки напряжения, а также ошибки при замене компонентов. Кроме того, неисправность может быть связана с несовместимостью разных моделей транзисторов, которые имеют разные характеристики и могут работать неустойчиво в одной схеме.

    Для выявления причины неисправности стабилизатора, необходимо провести комплексную диагностику, включающую проверку всех компонентов схемы, а также анализ условий эксплуатации устройства. Кроме того, следует убедиться, что все замены транзисторов были произведены правильно и использовались идентичные модели компонентов.

    Если причина неисправности не будет найдена, то можно попробовать заменить все транзисторы и диоды в стабилизаторе на новые, а также проверить качество питающего напряжения и электрических сигналов на входе и выходе устройства.

    Судя по описанию, проблема может быть не только в транзисторе, но и в других компонентах стабилизатора. Возможные причины сгорания транзисторов включают в себя перегрузки, перенапряжения, короткие замыкания, скачки напряжения, а также ошибки при замене компонентов. Кроме того, неисправность может быть связана с несовместимостью разных моделей транзисторов, которые имеют разные характеристики и могут работать неустойчиво в одной схеме.

    Для выявления причины неисправности стабилизатора, необходимо провести комплексную диагностику, включающую проверку всех компонентов схемы, а также анализ условий эксплуатации устройства. Кроме того, следует убедиться, что все замены транзисторов были произведены правильно и использовались идентичные модели компонентов.

    Если причина неисправности не будет найдена, то можно попробовать заменить все транзисторы и диоды в стабилизаторе на новые, а также проверить качество питающего напряжения и электрических сигналов на входе и выходе устройства.

      Комментарии:

    #10 написал: Андрей Повный |

    Мосфеты могут сгореть в скаллерах по разным причинам. Во-первых, высокие температуры могут повредить мосфеты, вызвав их выход из строя. Это может произойти из-за недостаточной вентиляции или плохого теплоотвода. Если мосфет не может охлаждаться достаточно быстро, ток, который он передает, может вызвать перегрев, который может привести к повреждению.

    Во-вторых, мосфеты могут сгореть из-за превышения номинальных параметров тока или напряжения. Если в скаллере присутствует короткое замыкание или перегрузка тока, это может привести к тому, что мосфеты будут работать за пределами их номинальных параметров и, в конечном итоге, сгорят.

    Третья причина - это неправильное подключение. Если мосфет подключен неправильно, это может привести к обратному напряжению на воротнике и повреждению мосфета. Также, если мосфет не подключен правильно к схеме управления, то это может привести к его нештатному поведению и последующему выходу из строя.

    Четвертая причина - это электростатический разряд. Если при манипулировании мосфетом не соблюдены меры предосторожности, например, не надеты антистатические нарукавники или не используются средства защиты, то мосфет может получить разряд и повредиться.

    Наконец, проблема может заключаться в качестве самого мосфета. Если мосфеты были изготовлены некачественно, это может привести к неисправности в процессе работы скаллера.

      Комментарии:

    #11 написал: Сергей |

    Транзисторы имеют максимально допустимую температуру, при превышении которой они могут выйти из строя. Перегрев может быть вызван недостаточным теплоотводом или слишком большой нагрузкой на транзистор. Если на вход транзистора подать слишком большое напряжение или если он подключен к замкнутой цепи, это может привести к его выходу из строя. Со временем транзисторы могут терять свои свойства и выходить из строя. Это происходит из-за процессов износа и деградации материалов, из которых они изготовлены. Некачественная пайка может привести к короткому замыканию между выводами транзистора, что может вызвать его перегрев и выход из строя. Если транзистор был установлен во влажном помещении или на него попала влага, это может привести к коррозии и замыканию между его выводами, что также может вызвать перегрев и сгорание. Чтобы избежать сгорания транзисторов, необходимо соблюдать правила их эксплуатации, обеспечивать надлежащий теплоотвод, избегать коротких замыканий и перегрузок, а также использовать качественные компоненты и аккуратно проводить пайку.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.