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未解决

三极管失效分析

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黄昏先生
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高级工程师
  • 2018-1-8 10:21:19
10问答币
在开发线性直流源时,发现功放的三极管损坏出现漏电流超标现象,量CE两端阻抗偏小但未直通,用耐压仪打漏电流超2mA了,但是监控各应用情况,也未发现应力超标现象,请问哪位有经验的指点下哪些问题会导致这样,还有datasheet中的SOA图看的不是很明白,DC的最高电压是多少?450?or 550?还有Vceo和Vces具体怎分区分,比如关断时和只开通一点点时。

MJW18020-D.PDF

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sunlingsunhaiqi
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副总工程师
  • 2018-1-8 11:46:39
 
Vceo,基级开路,集电极和发射极的反向击穿电压
Vces,基级和发射极短路,集电极和发射极的反向击穿电压
耐压就是看Vceo,Vces,其中Vcbo一般比较高,人们不怎么看
黄昏先生
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LV6
高级工程师
  • 2018-1-8 13:15:49
 
我这个Vceo是450,Vces和Vcbo都是一千伏,我应用的时候要保证常态是低于450V?
lahoward
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总工程师
  • 2018-1-8 11:55:11
 
SOA 曲线

SOA.jpg
当Vce = 450V时 Ic 可达30A电流,当Vce = 550V时 Ic只能最大5A

VCER 和 VCES
ces.jpg

VCES这个参数没什么用,除非你基极不接电阻,VCER比较有用。
黄昏先生
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高级工程师
  • 2018-1-8 13:12:31
 
我这的是有电阻的,那就是说不管什么应用情况都是要看Vceo喽??
deep_thought
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LV8
副总工程师
  • 2018-1-8 13:28:34
 
你这种实际应用情况,就是VCER。一般VCER介于VCEO与VCES之间。根据电阻R的大小而定。你可以实测一下VCER。根据你发的三极管资料,在关断时在VBE加负压有助于提高VCE。可以通过在基极电阻上并联适当电容来产生这个负压。电容大小要适当,太大的话,可能会产生太高的负压而超过VEBO。一般1N左右电容。





黄昏先生
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LV6
高级工程师
  • 2018-1-8 14:53:46
 
你觉得我这个原理图哪里有需要改进的呢??各应力情况虽然都有点临界,但都未超标,工作一段时间后就会出现漏电流超了情况。。。
5421eef45468ec60.jpg
deep_thought
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LV8
副总工程师
  • 2018-1-8 15:46:18
 
局部图看不清楚。
nc965
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版主
  • 2018-1-8 20:47:26
 
三极管没有接地
lahoward
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总工程师
  • 2018-1-8 13:32:45
 
用Vceo算耐压最可靠,但实际上基极接有电阻再连接到前级的驱动后耐压有所提高,一定比Vceo大一些。
黄昏先生
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LV6
高级工程师
  • 2018-1-8 13:14:35
 
还有,你帮我看看我发的这个datasheet的正向安全工作区,他这个表格画的很奇怪,电压跟格数没没对应起来,按你这么说,那DC电压最高那里肯定是450V了,那100V位置好像就不对了。
lahoward
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LV10
总工程师
  • 2018-1-8 13:34:24
 
DC电压最高那里肯定是450V了,  ---- 是的

那100V位置好像就不对了  ----哪里不对呢?


黄昏先生
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LV6
高级工程师
  • 2018-1-8 14:49:49
 
因为100V到450中间还有四个点,是100 150 200 300 400??
lahoward
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总工程师
  • 2018-1-8 16:45:27
 
没有问题的,450伏以下都是30A。
mxkw
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LV8
副总工程师
  • 2018-3-24 14:10:04
 
您好,请问这种三级管外面画个圈代表什么呢?它还是三级管吗?
82X%2KE2))@6`D(P@M)ERJN.jpg
lahoward
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总工程师
  • 2018-3-24 14:16:18
 
画不画圈都是一回事,各人爱好而已。画个圈当然还是三极管。
鸡腿
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副总工程师
  • 2018-3-24 22:39:39
 
请问下这个图表中,以Vbe=0为例,怎么会出现有电流的情况呢,开关管没有导通的状态吧,难道还是说要串个电阻防止有大的能量击穿开关管了?
Snap3.jpg
lahoward
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总工程师
  • 2018-3-25 11:59:56
 
这两张图没有任何关系的,曲线图是SOA曲线,Vbe不为零。另一张小图是测量耐压的图,be短路测得的耐压称为Vces。(S = Short)
鸡腿
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  • 2018-3-27 19:26:09
  • 倒数10
 
以SOA图示为例,以Vce=500V为例,对应三条曲线和三个电流最大值,分别是VBE=0V,VBE=-1.5V和-5V时IC不得超过11A,16A和18A;我还是不明白VBE为0甚至是负数时,IC是怎么来的
lahoward
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总工程师
  • 2018-3-29 08:38:22
  • 倒数9
 
你说的是对的,是我没有仔细看,Vbe确实是负的。

SOA曲线分为正向偏置SOA和反向偏置SOA,正偏称为FBSOA,反偏称为RBSOA,这条SOA曲线实际是反偏SOA。反偏SOA在测试时需要在be间先加正向然后切换到反向电压,于是就有负的Vbe了,其测试示意图如下:

01.jpg

实际测试简化图如下,先是正偏然后切换到反偏。
03.jpg

以上摘自如下两篇文档:

AN1628-D.PDF (189.87 KB, 下载次数: 62)
鸡腿
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  • 2018-10-4 14:17:13
  • 倒数8
 
如果Vbe在关断时有个负的电压施加上去,看起来开关管可以承受的电流/电压更加强大了;如Ic=5A时,Vbe=0时关断,Vce可以耐到550V,而同样条件时将Vbe施加-5V的电压来关断它,Vce竟然可以耐到700V,说明开关管变的强大了,这样理解是正确的吧;
另外这种测试应该是开关状态下的数据吧,当开关用于线性稳压时不存在关断的说法,所谓的安全工作区域仅仅是由恒定的功耗来确定的吧,Vce大则Ic小,乘积恒定;

lahoward
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  • 2018-10-5 07:57:15
  • 倒数7
 
你说的都是对的,只是最后一句话有所不妥: “Vce大则Ic小,乘积恒定”  --- 乘积可能不一定恒定。

鸡腿
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  • 2018-10-5 11:10:07
  • 倒数6
 
功耗是近似恒定了吧;
我翻到一个SVF5N60F MOS的规格书,看到里面的最大安全工作区域图,看这么理解是否正确:
  那个实线曲线是DC条件下测得,曲线最大电流值为5A,就是这个MOS的型号5N60F中的5A相对应,说明MOS的额定电流(产品名字上面的5N)是在直流线性工作应用时的最大值为5A,再看实线曲线的最大电压为600V,同理为MOS在直流线性应用时的额定最大电压(产品名字上面的60F),实线曲线中间的部分就是最大功耗了,例如在5A时最大电压不能超过8V就是40W,然后如果电流要增加的话电压就要相应减少,直到当电流小于等于0.06A时就可以耐受600V电压,功率为36W;
  再看虚线曲线,以单个脉冲为100us曲线来看,它可以在20A时承受300V即6000W功耗,或者在10A时承受600V即6000W功耗;说明这个5A600V的MOS在单脉冲时可以瞬间达到非常巨大的功率而仍在安全的工作区域;这可以看出MOS的电流可以在脉冲工作时可以超过额定值5A 的4倍之多,但是电压却不能超过额定电压600V;对应我们的开关电源,我们往往去关注电压尖峰不能超,但电流却很少去关注(仅以点温来更换大小MOS);
  另外,MOS好像没有驱动负压关断时,会导致耐压变强大的特性吧;
Snap1.jpg
lahoward
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  • 2018-10-6 08:16:05
  • 倒数5
 
我们再来看一下你的原话 Vce大则Ic小,乘积恒定”。我已说过这句话不太对,以你贴的图的DC曲线为例,见以下加粗部分,Vce在1-8伏变化时Ic是不变的,(见粗线的水平部分),很明显此段的乘积并不恒定。同样,斜线部分的乘积也不是恒定的,你可任意取两点看看是否乘积相等。并不近似相等,以一条 -45的斜线为例,中间点为(0.5, 0.5)= 0.25, 另取一点(0.9, 0.1)= 0.09,差了很多。


111225wbrqj8rj8cfhq2mo.jpg.thumb.jpg
lahoward
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  • 2018-10-6 08:27:28
  • 倒数4
 
MOS管的瞬时电流可以很大但电压不能过高,大电流引起发热,只要散热好,就没有问题,而电压高则击穿,散热再好也没有用。
鸡腿
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  • 2018-10-6 15:38:38
  • 倒数3
 
是的,MOS能承受的最大功率并不恒定;
    我想确认这样一个事:当我们拿到一个MOS并知道它的型号为5A600V时,可以确定以下几个信息:1、当在线性应用时,它的电流不能超过5A,同时电压不能超过600V;然后再查曲线才能知道更多的内容:当电流=5A时,电压不能超过8V;当电压=600V时电流不能超过0.06A,就是功率在按这个曲线来确定才行;
2、当在开关应用时,最大电流可以比额定电流翻倍地增加,脉冲时间越短,电流增加得越大,但是电压仍不能超过600V;
3、只要电压不超,温度不超,怎么用都是可以的;

lahoward
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  • 2018-10-6 15:51:23
  • 倒数2
 
完全同意。
鸡腿
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  • 2018-10-8 09:33:43
  • 倒数1
 
第3条,是我膨胀了,线性应用时电流也限制在额定值了,不过太少有机会这种应用,姑且认为无限制吧;
看来安全工作区域,我在无形中已经遵守了
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