¿Por qué arden los transistores?

Incluso los mejores transistores de efecto de campo originales y verdaderos siempre fallan por la misma razón: por exceder cualquiera de sus parámetros máximos permitidos. No tomaremos en cuenta el daño mecánico en las cajas y las patas, en cambio, notaremos dos factores dañinos principales: violación del régimen térmico y exceso de voltaje crítico. La violación del régimen térmico significa el exceso de la temperatura permisible del cristal, que generalmente está directamente relacionada con el aumento de la corriente, por lo que consideraremos en detalle este aspecto del problema.

En términos generales, podemos decir que el transistor de efecto de campo falla por sobretensión o por sobrecalentamiento. Y si no hay razones para exceder los parámetros permitidos, entonces el transistor retendrá tanto su operabilidad como la operabilidad de los componentes vecinos, sin mencionar las células nerviosas del propietario del dispositivo para el cual fue destinado este transistor. Entonces, veamos por qué arden los transistores.

Sobrevoltaje

Transistores de efecto de campo - Estos son dispositivos semiconductores muy delicados con varias transiciones. Y sería una gran simplificación decir que una ruptura en el voltaje es posible aquí solo por un toque incómodo con pinzas sin conexión a tierra. De hecho, la ruptura de voltaje es posible en dos escenarios: fuente de compuerta o fuente de drenaje.

La falla de la fuente de la compuerta generalmente ocurre debido a un mal funcionamiento en la etapa del controlador del circuito de control o debido a interferencia, incluso debido a la interferencia del drenaje debido al efecto Miller. Por supuesto, los transistores modernos se caracterizan por una capacitancia de compuerta de drenaje muy pequeña, sin embargo, se pueden detectar excepciones de vez en cuando, especialmente en circuitos con una alta tasa de aumento de voltaje en el drenaje.

Para combatir el efecto Miller, se utilizan circuitos de descarga del obturador activo, o al menos coloque un diodo inverso con un diodo zener en el circuito del obturador de campo. En cuanto a la calidad de los circuitos del controlador, los circuitos de control con aislamiento galvánico muestran una mayor fiabilidad, en particular las soluciones en los transformadores de control de puerta.

Para una falla en el voltaje en el circuito de fuente de drenaje, un transistor de efecto de campo solo necesita unos pocos nanosegundos para arder debido a una sobretensión inductiva de gran amplitud en el drenaje. Para combatir la sobretensión en el drenaje, generalmente se utilizan circuitos de arranque suave, limitadores activos o circuitos amortiguadores pasivos con condensadores y resistencias, o limitadores de voltaje de varistor en el drenaje. Esas y otras vías de protección son medidas preventivas forzadas para proteger los transistores de efecto de campo, son muy comunes y aceptadas como la norma entre los desarrolladores de electrónica de potencia.

Sobrecalentamiento de cristal

La causa más común del sobrecalentamiento del transistor es la mala conexión de la caja del transistor al radiador o simplemente un contacto de baja calidad entre el radiador y el transistor. Para protegerse contra este fenómeno, es mejor no solo usar sustratos y pastas conductoras de calor, sino también usar sensores de temperatura que apaguen el circuito cuando se produce un sobrecalentamiento.

La sobrecarga de corriente media es otra razón para que el transistor se sobrecaliente. Más a menudo en circuitos convertidores de pulso están luchando con esto al aumentar gradualmente la frecuencia y el ancho de los pulsos de control. Esto es necesario para evitar exceder la corriente promedio, por ejemplo, durante un arranque en frío del dispositivo, cuando se cargan condensadores vacíos o se arranca el motor, que aún no ha ganado velocidad, y si aplica la corriente completa de inmediato, los transistores se sobrecargarán instantáneamente. Los circuitos de retroalimentación de corriente en los circuitos push-pull también contribuyen a la protección de los transistores.

Y, por supuesto, a través de la corriente, ¿a dónde irías sin ella? Los desarrolladores de circuitos de medio puente no lo saben por casualidad.Ahorrará el cálculo competente y el diseño del circuito de control y los circuitos de retroalimentación, así como un arranque suave con un lento aumento en la frecuencia de repetición y el ancho de los pulsos de control.