¿Qué es el desglose secundario en BJT?

Answer 1

Para dispositivos semiconductores de potencia (como BJT, MOSFET, Tiristor o IGBT), el área de operación segura (SOA) [1] se define como las condiciones de voltaje y corriente sobre las cuales se puede esperar que el dispositivo opere sin autolesiones. generalmente se presenta en hojas de datos del transistor como un gráfico con Vce (voltaje del colector-emisor) en la abscisa y Ice (corriente del colector-emisor) en la ordenada; el ‘área’ segura que se refiere al área debajo de la curva. La especificación SOA combina las diversas limitaciones del dispositivo (voltaje máximo, corriente, potencia, temperatura de unión, descomposición secundaria) en una curva, lo que permite un diseño simplificado de los circuitos de protección.

Ilustración del área de operación segura de un transistor de potencia bipolar. El transistor puede tolerar cualquier combinación de corriente y voltaje del colector debajo de la línea. [1]

A menudo, además de la clasificación continua, se trazan curvas SOA separadas para condiciones de pulso de corta duración (pulso de 1 ms, pulso de 10 ms, etc.).

La curva de área de operación segura es una representación gráfica de la capacidad de manejo de energía del dispositivo bajo diversas condiciones. La curva SOA tiene en cuenta la capacidad de transporte de corriente de enlace del cable, la temperatura de la unión del transistor, la disipación de potencia interna y las limitaciones de la ruptura secundaria.

El desglose secundario es un modo de falla en los transistores de potencia bipolares. En un transistor de potencia con una gran área de unión, bajo ciertas condiciones de corriente y voltaje, la corriente se concentra en un pequeño punto de la unión base-emisor. Esto provoca un calentamiento local, que progresa a un corto entre colector y emisor. Esto a menudo conduce a la destrucción del transistor. La avería secundaria puede ocurrir tanto con la unidad base hacia adelante como hacia atrás.

Excepto a bajos voltajes de colector-emisor, el límite de ruptura secundaria restringe la corriente del colector más que la disipación de energía en estado estable del dispositivo.

Los MOSFET de potencia no exhiben una falla secundaria, y su área de operación segura está limitada solo por la corriente máxima (la capacidad de los cables de unión), la disipación de potencia máxima y el voltaje máximo.

Sin embargo, los MOSFET de potencia tienen elementos PN y BJT parásitos dentro de la estructura, lo que puede causar modos de falla localizados más complejos que se asemejan a la descomposición secundaria.

Notas al pie:

[1] Área de operación segura – Wikipedia

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Answer 2

El desglose secundario es básicamente un inconveniente de los BJT, particularmente en los transistores de potencia. Cuando fluye una corriente alta, causa una acumulación de campos eléctricos dentro de los cristales de semiconductores creando ‘puntos calientes’ que hacen que el transistor falle. A la gran corriente del colector, el voltaje del colector al emisor cae. Debido a la caída de voltaje, la corriente del colector aumenta en la disipación de potencia. Esta disipación de energía se localiza en una región altamente concentrada. En esta región, la temperatura aumenta rápidamente. El material semiconductor, independientemente de si es de tipo p o de tipo n, tiene un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que cuando la temperatura aumenta, su resistencia disminuye.

La ley de Ohm establece que el voltaje es igual a la corriente por la resistencia, lo que muestra que a medida que la resistencia disminuye, la corriente aumenta a un voltaje constante. Como la potencia es igual a la corriente por el voltaje, si la corriente aumenta, entonces la potencia aumenta. Un biproducto de este poder es el calor. Por lo tanto, en estos puntos calientes, el aumento de la corriente crea calor en un área pequeña, lo que hace que disminuya la resistencia en esa área, lo que provoca un mayor flujo de corriente y un mayor incremento del calor. Este efecto eventualmente hará que el transistor falle

Answer 3

El desglose secundario es un modo de falla en los transistores de potencia bipolares. En un transistor de potencia con una gran área de unión, bajo ciertas condiciones de corriente y voltaje, la corriente se concentra en un pequeño punto de la unión base-emisor. Esto provoca un calentamiento local, que progresa a un corto entre colector y emisor. Esto a menudo conduce a la destrucción del transistor. La avería secundaria puede ocurrir tanto con la unidad base hacia adelante como hacia atrás.

Excepto a bajos voltajes de colector-emisor, el límite de ruptura secundaria restringe la corriente del colector más que la disipación de energía en estado estable del dispositivo.

Los MOSFET de potencia no exhiben fallas secundarias, y su área de operación segura está limitada solo por la corriente máxima (la capacidad de los cables de unión), la disipación de potencia máxima y el voltaje máximo.

Sin embargo, los MOSFET de potencia tienen elementos PN y BJT parásitos dentro de la estructura, lo que puede causar modos de falla localizados más complejos que se asemejan a la descomposición secundaria.

Answer 4

La segunda falla es un modo de falla irreversible en los transistores de potencia bipolares. En un transistor de potencia con una gran área de unión, bajo ciertas condiciones de corriente y voltaje, la corriente se concentra en un área única de la unión base-emisor. Este efecto de contracción actual causa calentamiento local y destrucción del transistor. La segunda falla puede ocurrir tanto con la unidad de base hacia adelante como hacia atrás.