1、本文由【中文word文檔庫】 搜集整理。中文word文檔庫免費提供海量教學資料、行業資料、范文模板、應用文書、考試學習和社會經濟等word文檔 中文word文檔庫,海量word文檔免費下載失效。通過對失效功率管的解剖分析，絕大多數失效管屬發射結燒毀短路。用顯微鏡觀察解剖的失效管子時，可以見到在發射區焊位附近有明顯的燒毀發黑斑點（參見圖1）。這是典型的燒毀現象。三極管工作時，由于電流熱效應，會消耗一定的功率，這就是耗散功率。耗散功率主要由集電極耗散功率組成：PTVceIc即PTPCM我們知道，三極管的工作電流受溫度的影響很大。PN結的正向電流與溫度的關系為：Ie(EgqV)/kT當三極管工作時，

2、耗散功率轉化為熱，使集電結結溫升高，集電結結電流進一步加大，會造成惡性循環使管子燒毀。這種情況叫熱擊穿。使管子不發生熱擊穿的最高工作溫度定義為最高結溫。硅材料PN結的最高結溫是：Tjm=6400/(10.45ln)另一種情況，當管子未達到最高結溫時，或者未超過最大耗散功率時，由于材料的缺陷和工藝的不均勻性，以及結構原因造成的發射區電流加緊效應，使得三極管的工作電流分布不均勻。當電流分布集中在某一點時，該點的功耗增加，引起局部溫度增高，溫度的增高反過來又使得該處的電流進一步增大，從而形成“過熱點”，其溫度若超過金屬電極與半導體的共熔點，造成三極管燒毀。另一方面，局部的溫升和大電流密度會引起局部的

3、雪崩（擊穿），此時的局部大電流能使管子燒通，使擊穿電壓急劇降低，電流上升，最后導致管子燒毀。這種情況就是所謂的二次擊穿。三極管二次擊穿的特性曲線如圖2所示1。二次擊穿是功率管失效的重要原因。為保證管子正常工作，提出了安全工作區SOA的概念。SOA示意圖如圖3所示，它由集電極最大電流Icm線、擊穿電壓BVceo線、集電極最大耗散功率Pcm線和二次擊穿功耗Psb線組成。由于使用時工作電流和最大電壓的設計都不會超過管子的額定值，因此，正常情況下，集電極耗散功率和二次擊穿特性就是造成管子失效燒毀的主要因素。3影響失效的因素從上面的失效機理分析可知，為減少失效，重要的是要盡量降低管子工作時的功率、改善二

4、次擊穿特性，這兩者其實是相關的。由二次擊穿的發生機理可知，溫度上升，導致管子HFE增大，開關性能變差，二次擊穿特性變差（更容易發生二次擊穿）；溫度的升高，也使得管子的實際耗散功率參數變差，管子的安全工作區變小了。反過來，由于管子的耗散功率主要和管子的熱阻有關，耗散功率小，實際上也就是其所能承受的電流電壓低，散熱性能差，同樣也影響到了二次擊穿特性。因此，防止工作時管子溫升過高、提高管子的耗散功率，是提高管子質量的最有效辦法。 1)熱阻管子工作中，當PN結溫度超過允許最高結溫時，管子消耗的功率就是管子的集電極最大耗散功率。由于一定材料的最高結溫是一定的，因此，提高管子的散熱性能，就是提高管子的耗散

5、功率，同時，散熱性能好，管子的溫升就低，也降低了二次擊穿的可能性，這是提高二次擊穿特性的重要因素。熱阻作為大功率管的一個重要參數，代表了管子的散熱能力。熱阻與耗散功率的關系為：Pcm=(TjmTa)/RT其中Tjm為最高結溫，Ta為環境溫度，RT為熱阻。可見，當最高結溫和環境溫度一定時，耗散功率的大小取決于熱阻的大小。在節能燈產品中，應選用熱阻盡可能低的管子。除了芯片本身之外，后工序裝配的材料、工藝和質量對熱阻的影響非常大。對管子進行熱阻的測試篩選，是保證節能燈功率管質量的基本要求。2)開關參數典型的節能燈線路工作時，兩只管子輪流工作于飽和和截止狀態，因此管子的開關參數對其工作情況有重大的影響

6、。管子的開關參數有4個：延遲時間td、上升時間tr、儲存時間ts和下降時間tf。如圖4所示的三級管開關波形圖，管子由截止到飽和時，過渡時間受延遲時間和上升時間的影響，由飽和到截止時，過渡時間受存儲時間和下降時間的影響。管子在不同工作狀態時消耗的功率為：截止時：P=Vce·Icex飽和時：P=Vces·Ic由于三級管的反向漏電流Icex和飽和壓降Vces都很低，因此，飽和和截止時，管子的消耗功率并不大，但在兩種狀態的轉換過程中，管子有一部分時間工作于放大區，此時的電流電壓均較大，處于放大區的時間越長，從而消耗功率也越大，溫度也就升高越多。由波形圖可看出，影響管子處于放大區的開

7、關參數主要是上升時間和下降時間。因此，應選用上升時間和下降時間盡可能短的管子。另一方面，由于節能燈的兩只管子輪流工作于飽和和截止狀態，開關參數之間的關系也很重要。除延遲時間外，如果儲存時間和下降時間的和比上升時間大太多，則兩個管子同時處于導通狀態的機會就大，也會導致不良的結果。同樣，兩個管子的開關參數的一致性也非常重要。 因為三極管的開關時間中，儲存時間ts最長，因此其影響也最大。應盡量選用儲存時間短的管子，同時要求儲存時間一致性盡量好。3)高溫漏電流在上面的說明中，我們知道管子工作在截止狀態時的功耗主要由反向漏電流Icex決定。常溫下，Icex一般很小，因此，管子的截止功率并不大，但當工作后

8、溫度升高后，Icex變大，則其消耗功率也變大，直至影響到正常的工作。另一方面，反向漏電流的增大使得PN結擊穿特性變軟，也使管子變得易于燒毀。因此，高溫漏電流也是影響管子質量的重要參數。硅三極管的ce反向漏電為：Iceo=（1）Icbo（1）Ae×Ni×XMG/2其隨溫度的變化主要與材料和工藝有關。在管子的測試中，常以不同溫度（高溫和常溫）下的漏電流變化Iceo作為指標進行挑選，要求Iceo盡可能的小。4)其它功率開關三極管的其他參數，也與其使用有關。hFE也是經常考慮的因素之一。其對管子質量的影響，也體現在對開關時間的影響，其重要性相對沒有開關參數影響那么大。除此之外，Icm和BVceo也是常常考慮