Mengapa arus drain berdenyut lebih tinggi dari arus drain kontinu di MOSFET?
8
Mengapa arus drain berdenyut lebih tinggi dari arus drain kontinu di MOSFET? Dalam lembar data MOSFET, arus drain berdenyut jauh lebih tinggi daripada (dengan setidaknya 2x) arus drain kontinu. apa alasan dibalik ini?
Saya pikir ini karena perpindahan panas. Butuh waktu untuk memanaskan sesuatu, dan agar panas menyebar. Denyut nadi terlalu cepat. Ini seperti melambaikan jari Anda di atas api. Tidak ada yang akan terjadi pada Anda. Biarkan jari Anda dalam api ... well ...
efox29
Jawaban:
8
Masalah utama dari arus adalah bahwa ketika mengalir melalui resistansi maka akan turun tegangan dan karenanya menghasilkan panas, yang menyebabkan kenaikan suhu. Banyak hal akan rusak pada suhu tertentu (pikirkan bola lampu, sekering).
Ketika tempat di mana panas dihasilkan secara termal terhubung ke sesuatu yang dapat dengan cepat menyerap banyak panas dan menyebarkannya ke lingkungan pada tingkat yang lebih lambat, 'panas-pulsa' kecil tidak akan menghasilkan banyak kenaikan suhu, karenanya itu tidak akan menjadi masalah, asalkan tidak diulang terlalu sering. Dalam kasus seperti itu, pulsa arus tinggi dapat ditoleransi, tetapi tunduk pada batasan tertentu (durasi pulsa, frekuensi pengulangan). Jenis pembatasan ini tipikal untuk semikonduktor yang digabungkan secara erat dengan tab logam.
Kawat ikatan chip atau MOSFET memiliki karakteristik yang sangat berbeda: mereka tergantung di udara (atau beberapa hal lain yang tidak melakukan panas dengan sangat baik), sehingga mereka memiliki batas keras pada arus, yang hampir independen durasi pulsa.
Dalam lembar data, Anda akan sering menemukan grafik yang menyatakan arus maksimum dalam berbagai keadaan. Dalam grafik di bawah DC dan 5ms ... 100uS baris menunjukkan batas panas rata-rata dari Safe Operating Area. Mereka bergantung pada VCE, karena panas dihasilkan di area semikonduktor tempat penurunan volume ini terjadi. Garis horizontal pada 5A adalah batas DC. Ini (sebagian besar) tidak tergantung pada VCE, karena ini tentang kawat ikatan, yaitu Ohmic (penurunan tegangan dan karenanya panas hanya ditentukan oleh I * R).
Ada batas lain, seperti tegangan maksimum emitor-kolektor, yang juga dinyatakan dalam diagram ini.
Arus drain berdenyut akan memiliki beberapa siklus kerja atau waktu ON dan OFF yang ditentukan dalam datasheet. Alasan bahwa arus berdenyut jauh lebih dari arus kontinu adalah bahwa, nilai rata-rata arus berdenyut menjadi sama dengan arus kontinu.
Untuk nilai rata-rata sama dengan arus kontinu, arus waktu ON dari arus berdenyut dibuat tinggi, atau dengan kata lain, waktu ON dari arus berdenyut diijinkan untuk nilai yang lebih.
Saya pikir pertanyaannya adalah bertanya "Mengapa begitu", Selamat datang di EE stackexchange. Jadi saya pikir jawabannya perlu merujuk pada beberapa fisika yang mendasarinya.
Jawaban:
Masalah utama dari arus adalah bahwa ketika mengalir melalui resistansi maka akan turun tegangan dan karenanya menghasilkan panas, yang menyebabkan kenaikan suhu. Banyak hal akan rusak pada suhu tertentu (pikirkan bola lampu, sekering).
Ketika tempat di mana panas dihasilkan secara termal terhubung ke sesuatu yang dapat dengan cepat menyerap banyak panas dan menyebarkannya ke lingkungan pada tingkat yang lebih lambat, 'panas-pulsa' kecil tidak akan menghasilkan banyak kenaikan suhu, karenanya itu tidak akan menjadi masalah, asalkan tidak diulang terlalu sering. Dalam kasus seperti itu, pulsa arus tinggi dapat ditoleransi, tetapi tunduk pada batasan tertentu (durasi pulsa, frekuensi pengulangan). Jenis pembatasan ini tipikal untuk semikonduktor yang digabungkan secara erat dengan tab logam.
Kawat ikatan chip atau MOSFET memiliki karakteristik yang sangat berbeda: mereka tergantung di udara (atau beberapa hal lain yang tidak melakukan panas dengan sangat baik), sehingga mereka memiliki batas keras pada arus, yang hampir independen durasi pulsa.
Dalam lembar data, Anda akan sering menemukan grafik yang menyatakan arus maksimum dalam berbagai keadaan. Dalam grafik di bawah DC dan 5ms ... 100uS baris menunjukkan batas panas rata-rata dari Safe Operating Area. Mereka bergantung pada VCE, karena panas dihasilkan di area semikonduktor tempat penurunan volume ini terjadi. Garis horizontal pada 5A adalah batas DC. Ini (sebagian besar) tidak tergantung pada VCE, karena ini tentang kawat ikatan, yaitu Ohmic (penurunan tegangan dan karenanya panas hanya ditentukan oleh I * R).
Ada batas lain, seperti tegangan maksimum emitor-kolektor, yang juga dinyatakan dalam diagram ini.
sumber
Arus drain berdenyut akan memiliki beberapa siklus kerja atau waktu ON dan OFF yang ditentukan dalam datasheet. Alasan bahwa arus berdenyut jauh lebih dari arus kontinu adalah bahwa, nilai rata-rata arus berdenyut menjadi sama dengan arus kontinu.
Untuk nilai rata-rata sama dengan arus kontinu, arus waktu ON dari arus berdenyut dibuat tinggi, atau dengan kata lain, waktu ON dari arus berdenyut diijinkan untuk nilai yang lebih.
sumber