MOSFET ఆకస్మిక రేటింగ్, పరీక్ష మరియు రక్షణను అర్థం చేసుకోవడం

ఈ పోస్ట్‌లో మేము మోస్‌ఫెట్ హిమసంపాత రేటింగ్‌లను చర్చిస్తాము మరియు డేటాషీట్‌లో ఈ రేటింగ్‌ను ఎలా సరిగ్గా అర్థం చేసుకోవాలో, తయారీదారు పారామితిని ఎలా పరీక్షిస్తామో మరియు ఈ దృగ్విషయం నుండి మోస్‌ఫెట్‌లను రక్షించడానికి చర్యలు తీసుకుంటాము.

హిమసంపాత పరామితి పరికరాల మొండితనాన్ని ధృవీకరించడంలో సహాయపడటమే కాకుండా, బలహీనమైన MOSFET లను ఫిల్టర్ చేయడానికి సహాయపడుతుంది లేదా ఎక్కువ అవకాశం ఉన్న లేదా విచ్ఛిన్నమయ్యే ప్రమాదం ఉంది.

మోస్ఫెట్ అవలాంచ్ రేటింగ్ అంటే ఏమిటి

MOSFET హిమపాతం రేటింగ్ అనేది MOSFET తట్టుకోగల గరిష్ట తట్టుకోగల శక్తి (మిల్లిజౌల్), దాని కాలువ-మూల వోల్టేజ్ గరిష్ట విచ్ఛిన్న వోల్టేజ్ (BVDSS) పరిమితిని మించినప్పుడు.

ఈ దృగ్విషయం సాధారణంగా కాలువ టెర్మినల్ అంతటా ప్రేరక లోడ్తో MOSFET స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్లలో సంభవిస్తుంది.

స్విచ్చింగ్ చక్రాల ON వ్యవధిలో, ఇండక్టర్ ఛార్జీలు మరియు OFF కాలాలలో ఇండక్టర్ దాని నిల్వ చేసిన శక్తిని MOSFET యొక్క సోర్స్-డ్రెయిన్ అంతటా బ్యాక్ EMF రూపంలో విడుదల చేస్తుంది.

ఈ రివర్స్ వోల్టేజ్ MOSFET యొక్క బాడీ డయోడ్ ద్వారా దాని మార్గాన్ని కనుగొంటుంది, మరియు దాని విలువ పరికరం యొక్క గరిష్ట తట్టుకోగల పరిమితిని మించి ఉంటే, పరికరంలో తీవ్రమైన వేడి అభివృద్ధి చెందుతుంది లేదా పరికరానికి శాశ్వత నష్టం కలిగిస్తుంది.

MOSFET హిమపాతం ఎప్పుడు పరిచయం చేయబడింది

అవలాంచె ఎనర్జీ మరియు యుఐఎస్ (అన్‌క్లాంప్డ్ ఇండక్టివ్ స్విచింగ్) కరెంట్ 1980 లకు ముందు మోస్‌ఫెట్ డేటాషీట్స్‌లో చేర్చబడలేదు.

ఇది డేటాషీట్ స్పెసిఫికేషన్ మాత్రమే కాకుండా, చాలా మంది వినియోగదారులు ఉత్పత్తి కోసం పరికరాన్ని దాటడానికి ముందు FET ను పరీక్షించాలని కోరడం ప్రారంభించిన పరామితి, ప్రత్యేకించి, విద్యుత్ సరఫరా లేదా స్విచ్చింగ్ అమలు కోసం మోస్ఫెట్ రూపొందించబడి ఉంటే.

అందువల్ల 1980 ల తరువాత మాత్రమే డేటాషీట్లలో హిమసంపాత పరామితి కనిపించడం ప్రారంభమైంది, ఆపై ప్రమోషన్ టెక్నీషియన్లు హిమసంపాత రేటింగ్ ఎంత పెద్దదో అర్థం చేసుకోవడం ప్రారంభించారు, పరికరం మరింత పోటీగా కనిపించింది.

ఇంజనీర్లు పారామితిని దాని వేరియబుల్స్‌లో కొన్నింటిని ట్వీక్ చేయడం ద్వారా ప్రయోగాలు చేసే పద్ధతులను నిర్ణయించడం ప్రారంభించారు, వీటిని పరీక్షా ప్రక్రియ కోసం ఉపయోగించారు.

సాధారణంగా చెప్పాలంటే, పెద్ద హిమసంపాత శక్తి, మరింత మన్నికైనది మరియు బలంగా ఉంటుంది MOSFET. అందువల్ల పెద్ద హిమసంపాత రేటింగ్, బలమైన MOSFET లక్షణాలను సూచిస్తుంది.

చాలా FET డేటాషీట్‌లు సాధారణంగా వాటి సంపూర్ణ గరిష్ట రేటింగ్‌ల పట్టికలో హిమపాతం పరామితిని కలిగి ఉంటాయి, వీటిని డేటా షీట్ యొక్క ఎంట్రీ పేజీలో నేరుగా చూడవచ్చు. ముఖ్యంగా, మీరు ఇక్కడ అవలాంచ్ కరెంట్ మరియు అవలాంచ్ ఎనర్జీ, ఈజ్ అని వ్రాసిన పారామితులను చూడవచ్చు.

అందువల్ల, డేటాషీట్లలో మోస్ఫెట్ అవలాంచ్ ఎనర్జీని హిమసంపాత పరీక్షకు గురిచేసేటప్పుడు లేదా మోస్ఫెట్ యొక్క గరిష్ట బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ రేటింగ్ దాటినప్పుడు మోస్ఫెట్ తట్టుకోగల శక్తి పరిమాణంగా ప్రదర్శించబడుతుంది.

హిమపాతం ప్రస్తుత మరియు UIS

ఈ గరిష్ట బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ రేటింగ్ అవలాంచ్ కరెంట్ టెస్ట్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, ఇది అన్‌క్లాంప్డ్ ఇండక్టివ్ స్విచింగ్ టెస్ట్ లేదా యుఐఎస్ టెస్ట్ ద్వారా సాధించబడుతుంది.

అందువల్ల ఇంజనీర్లు UIS కరెంట్ గురించి చర్చించినప్పుడు, వారు అవలాంచ్ కరెంట్‌ను సూచిస్తున్నారు.

ప్రస్తుత మరియు తద్వారా MOSFET వైఫల్యాన్ని ప్రేరేపించే హిమసంపాత శక్తిని గుర్తించడానికి అన్‌క్లాంప్డ్ ఇండక్టివ్ స్విచింగ్ పరీక్ష జరుగుతుంది.

ఇంతకు ముందే చెప్పినట్లుగా, ఈ మాగ్నిట్యూడ్స్ లేదా రేటింగ్స్ పరీక్షా స్పెసిఫికేషన్లపై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటాయి, ముఖ్యంగా, పరీక్ష సమయంలో వర్తించే ఇండక్టర్ విలువ.

పరీక్ష సెటప్

కింది రేఖాచిత్రం ప్రామాణిక UIS టెస్ట్ సర్క్యూట్ ఏర్పాటును చూపిస్తుంది.

ఈ విధంగా మేము ఒక ప్రేరక L తో సిరీస్‌లో వోల్టేజ్ సరఫరాను చూస్తాము, ఇది పరీక్షలో ఉన్న MOSFET తో కూడా సిరీస్‌లో ఉంది. FET కోసం గేట్ డ్రైవర్‌ను కూడా మనం చూడవచ్చు, దీని అవుట్పుట్ FET గేట్ రెసిస్టర్ R. తో సిరీస్‌లో ఉంటుంది.

దిగువ చిత్రంలో, FET యొక్క UIS లక్షణాలను అంచనా వేయడానికి టెక్సాస్ ఇన్స్ట్రుమెంట్ ల్యాబ్‌లో ఉపయోగించే LTC55140 నియంత్రిక పరికరం.

UIS లక్షణం తదనంతరం FET డేటాషీట్ రేటింగ్‌ను కనుగొనడంలో మాత్రమే కాకుండా, తుది పరీక్షా విధానంలో FET ను స్కాన్ చేయడానికి ఉపయోగించిన విలువను కూడా సహాయపడుతుంది.

సాధనం లోడ్ ఇండక్టర్ విలువను 0.2 నుండి 160 మిల్లీహెన్రీలకు సర్దుబాటు చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. ఇది 10 నుండి 150 వోల్ట్ల వరకు పరీక్షలో ఉన్న MOSFET యొక్క కాలువ వోల్టేజ్ యొక్క సర్దుబాటును అనుమతిస్తుంది.

దీని ఫలితంగా, 100 వోల్ట్ల బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్‌ను మాత్రమే నిర్వహించడానికి రేట్ చేయబడిన FET లను కూడా పరీక్షించడం సాధ్యపడుతుంది. మరియు, 0.1 నుండి 200 ఆంప్స్ వరకు కాలువ ప్రవాహాలను వర్తింపచేయడం సాధ్యమవుతుంది. మరియు ఇది UIS ప్రస్తుత పరిధి, ఇది పరీక్షా విధానంలో FET తట్టుకోవలసి ఉంటుంది.

అదనంగా, సాధనం -55 నుండి +150 డిగ్రీల వరకు మోస్ఫెట్ కేసు ఉష్ణోగ్రతల యొక్క వివిధ పరిధులను సెట్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

పరీక్షా విధానాలు

కింది చిత్రంలో వివరించిన విధంగా ప్రామాణిక UIS పరీక్ష 4 దశల ద్వారా అమలు చేయబడుతుంది:

మొదటి దశలో ప్రీ-లీకేజ్ పరీక్ష ఉంటుంది, దీనిలో సరఫరా వోల్టేజ్ FET కాలువను పక్షపాతం చేస్తుంది. ప్రాథమికంగా, FET సాధారణ expected హించిన పద్ధతిలో పనిచేస్తుందని నిర్ధారించడానికి ఇక్కడ ఆలోచన.

అందువల్ల, మొదటి దశలో FET స్విచ్ ఆఫ్ అవుతుంది. ఇది డైమ్-ఉద్గారిణి టెర్మినల్స్ అంతటా సరఫరా వోల్టేజ్ను బ్లాక్ చేస్తుంది, దాని ద్వారా ప్రవహించే అధిక లీకేజ్ కరెంట్ను అనుభవించకుండా.

రెండవ దశలో, అవలాంచ్ కరెంట్ రాంప్ అప్ అని పిలుస్తారు, FET ఆన్ చేయబడింది, దీని వలన దాని కాలువ వోల్టేజ్ పడిపోతుంది. ఇది స్థిరమైన di / dt తో ఇండక్టర్ ద్వారా క్రమంగా పెరుగుతుంది. కాబట్టి ప్రాథమికంగా ఈ దశలో, ఇండక్టర్ ఛార్జ్ చేయడానికి అనుమతించబడుతుంది.

మూడవ దశలో, వాస్తవ హిమసంపాత పరీక్ష జరుగుతుంది, ఇక్కడ FET ఆచరణాత్మకంగా హిమపాతానికి లోబడి ఉంటుంది. ఈ దశలో FET దాని గేట్ బయాస్‌ను తొలగించడం ద్వారా ఆపివేయబడుతుంది. ఇది ఇండక్టర్ ద్వారా భారీ డి / డిటి పొందటానికి దారితీస్తుంది, దీని వలన ఎఫ్ఇటి డ్రెయిన్ వోల్టేజ్ ఎఫ్ఇటి యొక్క బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ పరిమితి కంటే ఎక్కువగా షూట్ అవుతుంది.

ఇది హిమసంపాత ఉప్పెన ద్వారా వెళ్ళడానికి FET ని బలవంతం చేస్తుంది. ఈ ప్రక్రియలో, FET ఇండక్టర్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన మొత్తం శక్తిని గ్రహిస్తుంది మరియు పోస్ట్ లీకేజ్ పరీక్షతో కూడిన 4 వ దశ అమలు అయ్యే వరకు ఆపివేయబడుతుంది.

ఈ 4 వ దశలో, FET మరోసారి పునరావృత హిమసంపాత పరీక్షకు లోబడి ఉంటుంది, MOSFET ఇప్పటికీ సాధారణంగా ప్రవర్తిస్తుందో లేదో నిర్ధారించుకోండి. అది జరిగితే, అప్పుడు FET హిమసంపాత పరీక్షలో ఉత్తీర్ణత సాధించినట్లు భావించబడుతుంది.

తరువాత, FET పై పరీక్ష ద్వారా చాలాసార్లు వెళ్ళాలి, దీనిలో UIS వోల్టేజ్ స్థాయి ప్రతి పరీక్షతో క్రమంగా పెరుగుతుంది, MOSFET తట్టుకోలేని స్థాయి మరియు లీకేజీ అనంతర పరీక్షలో విఫలమయ్యే వరకు. మరియు ఈ ప్రస్తుత స్థాయి MOSFET యొక్క గరిష్ట UIS కరెంట్ తట్టుకునే సామర్ధ్యంగా గుర్తించబడింది.

MOSFET అవలాంచ్ ఎనర్జీని లెక్కిస్తోంది

MOSFET యొక్క గరిష్ట UIS ప్రస్తుత నిర్వహణ సామర్థ్యం గ్రహించిన తర్వాత, పరికరం విచ్ఛిన్నమవుతుంది, హిమసంపాత ప్రక్రియలో FET ద్వారా వెదజల్లుతున్న శక్తి పరిమాణాన్ని ఇంజనీర్లు అంచనా వేయడం చాలా సులభం అవుతుంది.

హిమసంపాత సమయంలో ప్రేరకంలో నిల్వ చేయబడిన మొత్తం శక్తి MOSFET లోకి వెదజల్లుతుందని uming హిస్తే, ఈ శక్తి పరిమాణాన్ని ఈ క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి నిర్ణయించవచ్చు:

IS_AS= 1/2L x I._{ఆఫ్^{రెండు}}

IS_ASఇండక్టర్ లోపల నిల్వ చేయబడిన శక్తి యొక్క పరిమాణాన్ని మాకు ఇస్తుంది, ఇది ఇండక్టెన్స్ విలువలో 50% కు సమానం, ప్రస్తుత స్క్వేర్ ద్వారా గుణించి, ఇండక్టర్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది.

ఇంకా, ఇండక్టర్ విలువ పెరిగిన కొద్దీ, మోస్ఫెట్ విచ్ఛిన్నానికి కారణమైన కరెంట్ మొత్తం వాస్తవానికి తగ్గింది.

అయితే ఇండక్టర్ పరిమాణంలో ఈ పెరుగుదల వాస్తవానికి శక్తి విలువ అక్షరాలా పెరిగే విధంగా పై శక్తి సూత్రంలో ప్రస్తుత తగ్గింపును తొలగిస్తుంది.

అవలాంచ్ ఎనర్జీ లేదా హిమపాతం కరెంట్?

హిమసంపాత రేటింగ్ కోసం మోస్ఫెట్ డేటాషీట్‌ను తనిఖీ చేస్తున్నప్పుడు ఇవి వినియోగదారులను గందరగోళపరిచే రెండు పారామితులు.

కాపీరైట్ © టెక్సాస్ ఇన్స్ట్రుమెంట్స్ ఇన్కార్పొరేటెడ్

MOSFET తయారీదారులు చాలా మంది పెద్ద ప్రేరకాలతో MOSFET ను ఉద్దేశపూర్వకంగా పరీక్షిస్తారు, తద్వారా వారు పెద్ద హిమసంపాత శక్తి పరిమాణాన్ని ప్రగల్భాలు చేయగలుగుతారు, భారీ హిమసంపాత శక్తులను తట్టుకోవటానికి MOSFET పరీక్షించబడుతుందనే అభిప్రాయాన్ని సృష్టిస్తుంది మరియు అందువల్ల హిమసంపాతానికి ఎక్కువ మన్నిక ఉంటుంది.

పెద్ద ఇండక్టర్‌ను ఉపయోగించే పై పద్ధతి తప్పుదోవ పట్టించేదిగా అనిపిస్తుంది, అందుకే టెక్సాస్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్ ఇంజనీర్లు 0.1 mH క్రమంలో చిన్న ఇండక్టెన్స్‌తో పరీక్షిస్తారు, తద్వారా పరీక్షలో ఉన్న MOSFET అధిక అవలాంచ్ ప్రస్తుత మరియు తీవ్ర విచ్ఛిన్న ఒత్తిడి స్థాయిలకు లోబడి ఉంటుంది.

కాబట్టి, డేటాషీట్లలో, ఇది అవలాంచ్ ఎనర్జీ కాదు, అవలాంచ్ కరెంట్ పరిమాణంలో పెద్దదిగా ఉండాలి, ఇది మంచి మోస్ఫెట్ మొరటును ప్రదర్శిస్తుంది.

ఇది తుది పరీక్షను చాలా కఠినంగా చేస్తుంది మరియు సాధ్యమైనంత బలహీనమైన MOSFET లను ఫిల్టర్ చేయడాన్ని అనుమతిస్తుంది.

ఈ పరీక్ష విలువ ఉత్పత్తి కోసం FET లేఅవుట్ ఆమోదించబడటానికి ముందే తుది విలువగా ఉపయోగించబడదు, కానీ ఇది డేటాషీట్లో నమోదు చేసిన విలువ కూడా.

తరువాతి దశలో, పై పరీక్ష విలువ 65% తగ్గించబడుతుంది, తద్వారా తుది వినియోగదారు వారి MOSFET ల కోసం విస్తృత సహనం పొందగలుగుతారు.

కాబట్టి ఉదాహరణకు, పరీక్షించిన హిమసంపాత ప్రవాహం 125 ఆంప్స్ అయితే, డేటాషీట్‌లో నమోదు చేసిన తుది విలువ డీరేటింగ్ తర్వాత 81 ఆంప్స్ అవుతుంది.

మోస్ఫెట్ అవలాంచ్ కరెంట్ వర్సెస్ టైమ్ స్పెంట్ ఇన్ అవలాంచె

శక్తి MOSFET తో అనుబంధించబడిన మరియు డేటాషీట్లలో పేర్కొన్న మరొక పరామితి, ముఖ్యంగా అనువర్తనాలను మార్చడానికి రూపొందించిన MOSFET ల కోసం, అవలాంచెలో అవలాంచ్ కరెంట్ కెపాబిలిటీ వర్సెస్ టైమ్ స్పెంట్. ఈ పరామితి సాధారణంగా MOSFET యొక్క కేస్ ఉష్ణోగ్రతకి సంబంధించి 25 డిగ్రీల వద్ద చూపబడుతుంది. పరీక్ష సమయంలో కేసు ఉష్ణోగ్రత 125 డిగ్రీలకు పెరుగుతుంది.

ఈ పరిస్థితిలో MOSFET యొక్క MOSFET యొక్క కేసు ఉష్ణోగ్రత MOSFET యొక్క సిలికాన్ డై యొక్క వాస్తవ జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రతకు చాలా దగ్గరగా ఉంటుంది.

పరికరం యొక్క జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత పెరిగినందున ఈ విధానంలో, మీరు కొంతవరకు క్షీణతను చూడవచ్చు, ఇది చాలా సాధారణం? అయినప్పటికీ, ఫలితం అధిక స్థాయి క్షీణతను చూపిస్తే, అది అంతర్గతంగా బలహీనమైన MOSFET పరికరం యొక్క సంకేతాలను సూచిస్తుంది.

అందువల్ల డిజైన్ దృక్కోణం నుండి, కేసు ఉష్ణోగ్రత 25 నుండి 125 డిగ్రీల వరకు పెరగడానికి క్షీణత 30% మించకుండా ఉండేలా ప్రయత్నం జరుగుతుంది.

అవలాంచ్ కరెంట్ నుండి MOSFET ను ఎలా రక్షించాలి

పై చర్చల నుండి మేము నేర్చుకున్నట్లుగా, మోస్ఫెట్ యొక్క బాడీ డయోడ్ ద్వారా అధిక వోల్టేజ్ ప్రేరక బ్యాక్ EMF మారడం వలన MOSFET లలో హిమసంపాతం అభివృద్ధి చెందుతుంది.

ఈ వెనుక EMF వోల్టేజ్ బాడీ డయోడ్ యొక్క గరిష్ట రేటింగ్‌ను మించి ఉంటే, పరికరంలో తీవ్రమైన ఉష్ణ ఉత్పత్తికి మరియు తదుపరి నష్టానికి కారణమవుతుంది.

ప్రేరక EMF వోల్టేజ్ బాహ్యంగా రేట్ చేయబడిన బైపాస్ డయోడ్ గుండా వెళ్ళడానికి అనుమతించబడితే, FET యొక్క కాలువ-ఉద్గారిణి అంతటా హిమసంపాత దృగ్విషయాన్ని నివారించడంలో సహాయపడుతుంది.

కింది రేఖాచిత్రం MOSFET యొక్క అంతర్గత శరీర డయోడ్‌ను బలోపేతం చేయడానికి బాహ్య కాలువ-ఉద్గారిణి డయోడ్‌ను జోడించే ప్రామాణిక రూపకల్పనను సూచిస్తుంది.

సౌజన్యం: MOSFET హిమపాతం