MOSFET பனிச்சரிவு மதிப்பீடு, சோதனை மற்றும் பாதுகாப்பு ஆகியவற்றைப் புரிந்துகொள்வது

இந்த இடுகையில் நாங்கள் MOSFET பனிச்சரிவு மதிப்பீடுகளைப் பற்றி விவாதிக்கிறோம், மேலும் தரவுத்தாள் இந்த மதிப்பீட்டை எவ்வாறு சரியாகப் புரிந்துகொள்வது, உற்பத்தியாளரால் அளவுரு எவ்வாறு சோதிக்கப்படுகிறது, மற்றும் இந்த நிகழ்விலிருந்து MOSFET களைப் பாதுகாப்பதற்கான நடவடிக்கைகள் ஆகியவற்றைக் கற்றுக்கொள்கிறோம்.

பனிச்சரிவு அளவுரு சாதனங்களின் முரட்டுத்தனத்தை சரிபார்க்க உதவுவது மட்டுமல்லாமல், பலவீனமான MOSFET களை வடிகட்ட உதவுகிறது அல்லது அதிக பாதிப்புக்குள்ளாகும் அல்லது முறிவு ஏற்படும் அபாயத்தில் உள்ளது.

MOSFET பனிச்சரிவு மதிப்பீடு என்றால் என்ன

MOSFET பனிச்சரிவு மதிப்பீடு என்பது ஒரு MOSFET தாங்கக்கூடிய அதிகபட்ச சகிக்கக்கூடிய ஆற்றல் (மில்லிஜூல்) ஆகும், அதன் வடிகால்-மூல மின்னழுத்தம் அதிகபட்ச முறிவு மின்னழுத்தம் (BVDSS) வரம்பை மீறும் போது.

இந்த நிகழ்வு பொதுவாக வடிகால் முனையத்தில் தூண்டல் சுமை கொண்ட MOSFET மாறுதல் சுற்றுகளில் நிகழ்கிறது.

மாறுதல் சுழற்சிகளின் ON காலங்களில், தூண்டல் கட்டணங்கள் மற்றும் OFF காலங்களில் தூண்டல் அதன் சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றலை MOSFET இன் மூல-வடிகால் முழுவதும் பின் EMF வடிவத்தில் வெளியிடுகிறது.

இந்த தலைகீழ் மின்னழுத்தம் MOSFET இன் உடல் டையோடு வழியாக அதன் வழியைக் காண்கிறது, மேலும் அதன் மதிப்பு சாதனத்தின் அதிகபட்ச சகிக்கக்கூடிய வரம்பை மீறினால், சாதனத்திற்குள் தீவிர வெப்பம் உருவாகிறது, இதனால் தீங்கு அல்லது சாதனத்திற்கு நிரந்தர சேதம் ஏற்படுகிறது.

MOSFET அவலாஞ்ச் எப்போது அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது

அவலாஞ்ச் எனர்ஜி மற்றும் யுஐஎஸ் (கட்டுப்படுத்தப்படாத தூண்டல் மாறுதல்) மின்னோட்டம் உண்மையில் 1980 களுக்கு முன்பு MOSFET தரவுத்தாள்களில் சேர்க்கப்படவில்லை.

இது ஒரு தரவுத்தாள் விவரக்குறிப்பாக மட்டுமல்லாமல், பல நுகர்வோர் சாதனத்தை உற்பத்திக்கு அனுப்பும் முன் FET ஐ சோதிக்க வேண்டும் என்று கோரத் தொடங்கிய ஒரு அளவுரு, குறிப்பாக, மின்சாரம் வழங்கல் அல்லது மாற்றங்களை செயல்படுத்துவதற்காக MOSFET வடிவமைக்கப்பட்டிருந்தால்.

ஆகவே 1980 களுக்குப் பிறகுதான் தரவுத்தாள்களில் பனிச்சரிவு அளவுரு தோன்றத் தொடங்கியது, பின்னர் பதவி உயர்வு தொழில்நுட்ப வல்லுநர்கள் பனிச்சரிவு மதிப்பீடு எவ்வளவு பெரியது என்பதைப் புரிந்துகொள்ளத் தொடங்கினர், சாதனம் மிகவும் போட்டித்தன்மையுடன் தோன்றியது.

சோதனை செயல்முறைக்கு பயன்படுத்தப்பட்ட அதன் சில மாறிகளை மாற்றியமைப்பதன் மூலம் அளவுருவுடன் பரிசோதனை செய்வதற்கான நுட்பங்களை பொறியாளர்கள் தீர்மானிக்கத் தொடங்கினர்.

பொதுவாக, பெரிய பனிச்சரிவு ஆற்றல், அதிக நீடித்த மற்றும் வலுவான MOSFET ஆக மாறுகிறது. எனவே பெரிய பனிச்சரிவு மதிப்பீடு, வலுவான MOSFET பண்புகளை குறிக்கிறது.

பெரும்பாலான FET தரவுத்தாள்களில் பொதுவாக அவற்றின் முழுமையான அதிகபட்ச மதிப்பீடுகள் அட்டவணையில் பனிச்சரிவு அளவுரு இருக்கும், அவை தரவுத் தாளின் நுழைவு பக்கத்தில் நேரடியாகக் காணப்படுகின்றன. குறிப்பாக, அவலாஞ்ச் கரண்ட் மற்றும் அவலாஞ்ச் எனர்ஜி, ஈஸ் என எழுதப்பட்ட அளவுருக்களை இங்கே காணலாம்.

ஆகையால், தரவுத்தாள்களில் MOSFET பனிச்சரிவு ஆற்றல் பனிச்சரிவு சோதனைக்கு உட்படுத்தப்படும்போது அல்லது MOSFET இன் அதிகபட்ச முறிவு மின்னழுத்த மதிப்பீட்டைக் கடக்கும்போது MOSFET பொறுத்துக்கொள்ளக்கூடிய ஆற்றலின் அளவாக வழங்கப்படுகிறது.

பனிச்சரிவு நடப்பு மற்றும் யுஐஎஸ்

இந்த அதிகபட்ச முறிவு மின்னழுத்த மதிப்பீடு பனிச்சரிவு நடப்பு சோதனை மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, இது ஒரு கட்டுப்படுத்தப்படாத தூண்டல் மாறுதல் சோதனை அல்லது யுஐஎஸ் சோதனை மூலம் நிறைவேற்றப்படுகிறது.

எனவே பொறியாளர்கள் யுஐஎஸ் மின்னோட்டத்தைப் பற்றி விவாதிக்கும்போது, ​​அவர்கள் பனிச்சரிவு மின்னோட்டத்தைக் குறிக்கலாம்.

மின்னோட்டத்தையும் அதன் மூலம் மோஸ்ஃபெட் தோல்வியைத் தூண்டக்கூடிய பனிச்சரிவு ஆற்றலையும் கண்டுபிடிக்க ஒரு கட்டுப்பாடற்ற தூண்டல் மாறுதல் சோதனை செய்யப்படுகிறது.

முன்னர் குறிப்பிட்டபடி, இந்த அளவுகள் அல்லது மதிப்பீடுகள் சோதனை விவரக்குறிப்புகளை பெரிதும் சார்ந்துள்ளது, குறிப்பாக, சோதனையின் போது பயன்படுத்தப்படும் தூண்டல் மதிப்பு.

சோதனை அமைவு

பின்வரும் வரைபடம் ஒரு நிலையான UIS சோதனை சுற்று அமைக்கப்பட்டிருப்பதைக் காட்டுகிறது.

இவ்வாறு எல் ஒரு தூண்டியுடன் தொடரில் ஒரு மின்னழுத்த விநியோகத்தைக் காண்கிறோம், இது சோதனையின் கீழ் MOSFET உடன் தொடரில் உள்ளது. FET க்கான ஒரு கேட் டிரைவரையும் நாம் காணலாம், அதன் வெளியீடு FET கேட் மின்தடை R உடன் தொடரில் உள்ளது.

கீழேயுள்ள படத்தில், FET இன் UIS பண்புகளை மதிப்பிடுவதற்கு டெக்சாஸ் இன்ஸ்ட்ரூமென்ட் ஆய்வகத்தில் பயன்படுத்தப்படும் LTC55140 கட்டுப்படுத்தி சாதனம்.

UIS சிறப்பியல்பு பின்னர் FET தரவுத்தாள் மதிப்பீட்டைக் கண்டறிய உதவுகிறது, ஆனால் இறுதி சோதனை நடைமுறையில் FET ஐ ஸ்கேன் செய்ய பயன்படுத்தப்படும் மதிப்பு.

கருவி சுமை தூண்டல் மதிப்பை 0.2 முதல் 160 மில்லிஹென்ரி வரை மாற்ற அனுமதிக்கிறது. இது 10 முதல் 150 வோல்ட் வரை சோதனையின் கீழ் MOSFET இன் வடிகால் மின்னழுத்தத்தை சரிசெய்ய அனுமதிக்கிறது.

இதன் விளைவாக, 100 வோல்ட் முறிவு மின்னழுத்தத்தை மட்டுமே கையாள மதிப்பிடப்பட்ட அந்த FET களைக் கூட திரையிட முடியும். மேலும், 0.1 முதல் 200 ஆம்ப்ஸ் வரை வடிகால் நீரோட்டங்களைப் பயன்படுத்துவது சாத்தியமாகும். இது UIS தற்போதைய வரம்பாகும், இது சோதனை நடைமுறையின் போது FET பொறுத்துக்கொள்ள வேண்டியிருக்கும்.

கூடுதலாக, கருவி -55 முதல் +150 டிகிரி வரை MOSFET வழக்கு வெப்பநிலையின் வெவ்வேறு வரம்புகளை அமைக்க அனுமதிக்கிறது.

சோதனை நடைமுறைகள்

பின்வரும் படத்தில் விளக்கப்பட்டுள்ளபடி நிலையான UIS சோதனை 4 நிலைகள் மூலம் செயல்படுத்தப்படுகிறது:

முதல் கட்டத்தில் கசிவுக்கு முந்தைய சோதனை உள்ளது, இதில் விநியோக மின்னழுத்தம் FET வடிகால் சார்புடையது. அடிப்படையில், இங்குள்ள யோசனை என்னவென்றால், FET இயல்பான எதிர்பார்த்த முறையில் செயல்படுவதை உறுதிசெய்ய முயற்சிப்பதாகும்.

எனவே, முதல் கட்டத்தில் FET சுவிட்ச் ஆப் செய்யப்படுகிறது. டைம்-உமிழ்ப்பான் முனையங்களில் விநியோக மின்னழுத்தத்தை இது தடுக்கிறது, இதன் மூலம் எந்தவிதமான அதிகப்படியான கசிவு மின்னோட்டத்தையும் அனுபவிக்காமல்.

இரண்டாவது கட்டத்தில், அவலாஞ்ச் கரண்ட் ரேம்ப் அப் என அழைக்கப்படுகிறது, FET இயக்கப்படுகிறது, இதனால் அதன் வடிகால் மின்னழுத்தம் குறைகிறது. இது ஒரு நிலையான di / dt உடன் தூண்டல் மூலம் படிப்படியாக அதிகரிக்க மின்னோட்டத்தை விளைவிக்கிறது. எனவே அடிப்படையில் இந்த கட்டத்தில், தூண்டல் கட்டணம் வசூலிக்க அனுமதிக்கப்படுகிறது.

மூன்றாவது கட்டத்தில், உண்மையான பனிச்சரிவு சோதனை மேற்கொள்ளப்படுகிறது, அங்கு FET நடைமுறையில் பனிச்சரிவுக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது. இந்த கட்டத்தில் FET அதன் கேட் சார்புகளை அகற்றுவதன் மூலம் அணைக்கப்படுகிறது. இதன் விளைவாக தூண்டல் வழியாக ஒரு பெரிய டி / டிடி கிடைக்கிறது, இதனால் எஃப்இடி வடிகால் மின்னழுத்தம் எஃப்இடியின் முறிவு மின்னழுத்த வரம்பை விட அதிகமாக சுடும்.

இது பனிச்சரிவு எழுச்சி வழியாக செல்ல FET ஐ கட்டாயப்படுத்துகிறது. இந்த செயல்பாட்டில், தூண்டல் உருவாக்கிய முழு ஆற்றலையும் FET உறிஞ்சி, 4 வது கட்டம் செயல்படுத்தப்படும் வரை, பிந்தைய கசிவு சோதனையை உள்ளடக்கியது

இந்த 4 வது கட்டத்தில், FET மீண்டும் மீண்டும் பனிச்சரிவு சோதனைக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது, MOSFET இன்னும் சாதாரணமாக நடந்து கொண்டிருக்கிறதா இல்லையா என்பதை உறுதிப்படுத்திக் கொள்ளுங்கள். அவ்வாறு செய்தால், பனிச்சரிவு சோதனையில் FET தேர்ச்சி பெற்றதாக கருதப்படுகிறது.

அடுத்து, FET மேலேயுள்ள சோதனையை இன்னும் பல முறை செல்ல வேண்டும், இதில் UIS மின்னழுத்த அளவு ஒவ்வொரு சோதனையிலும் படிப்படியாக அதிகரிக்கப்படுகிறது, MOSFET ஐ தாங்க முடியாத நிலை மற்றும் கசிவுக்கு பிந்தைய சோதனையில் தோல்வியடையும் வரை. இந்த தற்போதைய நிலை MOSFET இன் அதிகபட்ச UIS மின்னோட்டத்தை தாங்கும் திறன் என்று குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது.

MOSFET பனிச்சரிவு ஆற்றலைக் கணக்கிடுகிறது

MOSFET இன் அதிகபட்ச UIS தற்போதைய கையாளுதல் திறன் உணரப்பட்டவுடன், சாதனம் உடைகிறது, பனிச்சரிவு செயல்பாட்டின் போது FET மூலம் சிதறடிக்கப்படும் ஆற்றலின் அளவை பொறியாளர்கள் மதிப்பிடுவது மிகவும் எளிதாகிறது.

தூண்டலில் சேமிக்கப்பட்ட முழு ஆற்றலும் பனிச்சரிவின் போது MOSFET இல் சிதறடிக்கப்பட்டதாகக் கருதினால், இந்த ஆற்றல் அளவை பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி தீர்மானிக்க முடியும்:

இருக்கிறது_{ஐ.எஸ்}= 1/2 எல் x I._{ஆஃப்^{இரண்டு}}

இருக்கிறது_{ஐ.எஸ்}தூண்டியின் உள்ளே சேமிக்கப்படும் ஆற்றலின் அளவை நமக்குத் தருகிறது, இது தூண்டல் மதிப்பின் 50% க்கு சமமானதாகும், இது தற்போதைய சதுரத்தால் பெருக்கப்பட்டு, தூண்டியின் வழியாக பாய்கிறது.

மேலும், தூண்டல் மதிப்பு அதிகரித்ததால், MOSFET முறிவுக்கு காரணமான மின்னோட்டத்தின் அளவு உண்மையில் குறைந்தது என்பதைக் காண முடிந்தது.

இருப்பினும், தூண்டல் அளவின் இந்த அதிகரிப்பு உண்மையில் ஆற்றல் மதிப்பு உண்மையில் அதிகரிக்கும் வகையில் மேற்கண்ட ஆற்றல் சூத்திரத்தில் மின்னோட்டத்தைக் குறைப்பதை ஈடுசெய்கிறது.

பனிச்சரிவு ஆற்றல் அல்லது பனிச்சரிவு மின்னோட்டமா?

பனிச்சரிவு மதிப்பீட்டிற்காக ஒரு மோஸ்ஃபெட் தரவுத்தாள் சரிபார்க்கும்போது, ​​இவை இரண்டு அளவுருக்கள், நுகர்வோரை குழப்பக்கூடும்.

பதிப்புரிமை © டெக்சாஸ் இன்ஸ்ட்ரூமென்ட்ஸ் இணைக்கப்பட்டது

பல MOSFET உற்பத்தியாளர்கள் MOSFET ஐ பெரிய தூண்டிகளுடன் வேண்டுமென்றே சோதிக்கிறார்கள், இதனால் அவர்கள் ஒரு பெரிய பனிச்சரிவு ஆற்றல் அளவைப் பெருமைப்படுத்த முடிகிறது, மேலும் மிகப்பெரிய பனிச்சரிவு ஆற்றல்களைத் தாங்குவதற்காக MOSFET சோதிக்கப்படுகிறது என்ற தோற்றத்தை உருவாக்குகிறது, எனவே பனிச்சரிவுக்கு அதிக ஆயுள் உள்ளது.

ஆனால் பெரிய தூண்டியைப் பயன்படுத்துவதற்கான மேலே உள்ள முறை தவறாக வழிநடத்துகிறது, அதனால்தான் டெக்சாஸ் இன்ஸ்ட்ரூமென்ட்ஸ் பொறியாளர்கள் 0.1 mH வரிசையில் சிறிய தூண்டலுடன் சோதிக்கிறார்கள், இதனால் சோதனைக்குட்பட்ட MOSFET அதிக பனிச்சரிவு தற்போதைய மற்றும் தீவிர முறிவு அழுத்த நிலைகளுக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது.

எனவே, தரவுத்தாள்களில், இது பனிச்சரிவு ஆற்றல் அல்ல, மாறாக பனிச்சரிவு மின்னோட்டம் அளவு பெரியதாக இருக்க வேண்டும், இது சிறந்த MOSFET முரட்டுத்தனத்தைக் காட்டுகிறது.

இது இறுதி சோதனையை மிகவும் கடுமையானதாக்குகிறது மற்றும் முடிந்தவரை பல பலவீனமான MOSFET களை வடிகட்ட உதவுகிறது.

இந்த சோதனை மதிப்பு உற்பத்திக்கு FET தளவமைப்பு அனுப்பப்படுவதற்கு முன்பு இறுதி மதிப்பாக மட்டும் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை, ஆனால் இது தரவுத்தாள் உள்ளிடப்பட்ட மதிப்பு.

அடுத்த கட்டத்தில், மேலே உள்ள சோதனை மதிப்பு 65% குறைக்கப்படுகிறது, இதனால் இறுதி பயனர் தங்கள் MOSFET களுக்கு சகிப்புத்தன்மையின் பரந்த விளிம்பைப் பெற முடியும்.

உதாரணமாக, சோதிக்கப்பட்ட பனிச்சரிவு மின்னோட்டம் 125 ஆம்ப்ஸ் என்றால், தரவுத்தாள் உள்ளிடப்பட்ட இறுதி மதிப்பு, நீக்கப்பட்ட பிறகு 81 ஆம்ப்ஸ் ஆகும்.

அவலஞ்சில் மோஸ்ஃபெட் அவலாஞ்ச் கரண்ட் vs டைம் ஸ்பென்ட்

சக்தி MOSFET உடன் தொடர்புடைய மற்றும் தரவுத்தாள்களில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ள மற்றொரு அளவுரு, குறிப்பாக பயன்பாடுகளை மாற்றுவதற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட MOSFET க்காக அவலாஞ்சில் தற்போதைய அவலஞ்ச் தற்போதைய திறன் மற்றும் நேர செலவினம் ஆகும். இந்த அளவுரு பொதுவாக MOSFET இன் வழக்கு வெப்பநிலையுடன் 25 டிகிரியில் காட்டப்படுகிறது. சோதனையின் போது வழக்கு வெப்பநிலை 125 டிகிரியாக அதிகரிக்கப்படுகிறது.

இந்த சூழ்நிலையில், MOSFET இன் வழக்கு வெப்பநிலை MOSFET இன் சிலிக்கான் இறப்பின் உண்மையான சந்தி வெப்பநிலையுடன் மிக நெருக்கமாகிறது.

சாதனத்தின் சந்தி வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் இந்த நடைமுறையில், ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு சீரழிவை நீங்கள் காணலாம், இது மிகவும் சாதாரணமானது? இருப்பினும், இதன் விளைவாக உயர் மட்ட சீரழிவைக் காட்டினால், அது இயல்பாகவே பலவீனமான MOSFET சாதனத்தின் அறிகுறிகளைக் குறிக்கலாம்.

எனவே வடிவமைப்புக் கண்ணோட்டத்தில், 25 முதல் 125 டிகிரி வரை வெப்பநிலையின் அதிகரிப்புக்கு சீரழிவு 30% ஐத் தாண்டாது என்பதை உறுதிப்படுத்த முயற்சி மேற்கொள்ளப்படுகிறது.

பனிச்சரிவு மின்னோட்டத்திலிருந்து MOSFET ஐ எவ்வாறு பாதுகாப்பது

மேற்சொன்ன விவாதங்களிலிருந்து நாம் கற்றுக்கொண்டது போல, உயர் மின்னழுத்த தூண்டல் பின் ஈ.எம்.எஃப் மாஸ்ஃபெட்டின் உடல் டையோடு வழியாக மாறுவதால் மோஸ்ஃபெட்களில் பனிச்சரிவு உருவாகிறது.

இந்த முதுகு ஈ.எம்.எஃப் மின்னழுத்தம் உடல் டையோடின் அதிகபட்ச மதிப்பீட்டை மீறினால், சாதனத்தில் தீவிர வெப்ப உற்பத்தி மற்றும் அடுத்தடுத்த சேதத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

தூண்டக்கூடிய ஈ.எம்.எஃப் மின்னழுத்தம் வெளிப்புறமாக மதிப்பிடப்பட்ட பைபாஸ் டையோடு வழியாக செல்ல அனுமதிக்கப்பட்டால், FET இன் வடிகால்-உமிழ்ப்பான் முழுவதும் பனிச்சரிவு நிகழ்வைத் தவிர்க்க உதவும்.

MOSFET இன் உள் உடல் டையோடு வலுப்படுத்த வெளிப்புற வடிகால்-உமிழ்ப்பான் டையோடு சேர்ப்பதற்கான நிலையான வடிவமைப்பை பின்வரும் வரைபடம் பரிந்துரைக்கிறது.

உபயம்: MOSFET பனிச்சரிவு