二极管降额规范
二极管按功能可分为普通、开关、稳压等类型二极管;按工作频率可分为低频、高频
二极管;按耗散功率(或电流)可分为小功率(小电流)大功率(大电流)二极管。所有 二极管需要降额的参数是基本相同的。
高温是对二极管破坏性最强的应力,所以对二极管的功率和结温必须进行降额;电压 击穿是导致二极管失效的另一主要因素,所以二极管的电压也需降额。
器件 | 降额参数 | 降额-稳态 | 降额-瞬态 |
快速恢复二极管 快速整流二极管 肖特基二极管 开关二极管 桥堆 | 正向电流IF | 90% | 90% |
非重复正向浪涌电流IFSM | 60% | 60% |
反向电压VR | 80% | 90% |
PIN 变容二极管 | 功率 | 90% | 90% |
反向电压VR | 80% | 90% |
稳压二极管 | 功率 | 90% | 90% |
| | | |
二极管最高结温的降额,根据二极管相关详细规范给出的最高结温T jmax而定,降额后的最高结温见表
注:中牟黑大蒜
1、所有降额是在结温降额满足的情况下的要求。
2、参数额定值需要从datasheet中查询
3、如果参数额定值与温度、时间无关,可直接降额
4、如果参数额定值与温度有关,则选取结温最高时的参数进行降额
5、如果与时间有关,则通过查datasheet对应的时间和温度曲线,根据实际情况进行降额。
三极管MOS管降额规范
1 概述
晶体管按结构可分为双极型晶体管、场效应晶体管、单结晶体管等类型;按工作频率可分为低频晶体管和高频晶体管;按耗散功率可分为小功率晶体管和大功率晶体管(简称功率晶体管)。所有晶体管的降额参数是基本相同的,它们是电压、电流和功率。但对MOS 型场效应晶体管、功率晶体管的降额又有特殊的要求。 高温是对晶体管破坏性最强的应力,因此晶体管的功耗和结温须进行降额;电压击穿是导致晶体管失效的另一主要因素,所以其电压须降额。功率晶体管有二次击穿的现象,因此要对它的安全工作区进行降额。
2、注意事项
1 功率晶体管在遭受由于多次开关过程所致的温度变化冲击后会产生“热疲劳”失效。使用时要根据功率晶体管的相关详细规范要求限制壳温的最大变化值。
2 预计的瞬间电压峰值和工作电压峰值之和不得超过降额电压的限定值。
3 为保证电路长期可靠的工作,设计应允许晶体管主要参数的设计容差为:
电流放大系数:±15%(适用于已经筛选的晶体管)±30%(适用于未经筛选的晶体管)
漏电流: +200%
开关时间: +20%
饱和压降: +15%
器件 | 降额参数 | 降额-稳态 | 降额-瞬态 |
三极管 | 功率 | 90% | 90% |
击穿电压VCE、VEB、VCB | 80% | 90% |
最大结温 | 试题与研究 | |
MOS管 | 栅源电压VGSmax | 85% | 85% |
Vds平台电压 | 80% | 90% |
Vds尖峰电压 | 95% | 100% |
漏极电流ID | 有效值70% | 有效值70% |
| | | |
晶体管最高结温的降额。
晶体管最高结温的降额,根据晶体管相关详细规范给出的最高结温Tjmax而定,降额后的最高结温见表
功率晶体管安全工作区的降额
半导体光电器件降额规范
1 概述
半导体光电器件主要有三类:发光、光敏器件或两者的结合。发光类器件主要有发光
二极管、发光数码管;光敏类器件有光敏二极管、光敏三极管;常用的光电组合器件是光
电耦合器,它由发光二极管和光敏三极管组成。
高结温和结点高电压是半导体光电器件主要的破坏性应力,结温受结点电流或功率的
影响,所以对半导体光电器件的结温、电流或功率均需进行降额。
2 应用指南
1)发光二极管驱动电路必须限制电流,通常用一个串联的电阻来实现。
2)一般不应采用经半波或全波整流的交流正弦波电流作为发光二极管的驱动电流。
如果确要使用,则不允许其电流峰值超过发光二极管的最大直流允许值。
3)在整个寿命期内,驱动电路应允许光电耦合器电流传输比在降低 15%的情况下仍
能正常工作。
3 降额准则
半导体光电器件电压、电流见表。其中:
a) 电压从额定值降额;
b) 电流从额定值降额;
最高结温降额根据光电器件相关详细规范给出的最高结温 T jmax 而定。
TVS器件降额规范
器件应力考核点:最大吸收电流IPM,最大吸收功率PPM,TVS平均功率PAV,钳位电压VC,
被保护器件最大耐压VRA
1 产品保修期等级及产品I、II工作区、产品额定工作点简要说明
产品保修期等级:分为A、B两个等级,A级指保修期为2~3年,B级指保修期为1~2年。
焦作大学学报I、II工作区:
产品的I工作区指产品“正常”工作区域,即产品手册所规定的输入/输出(环境温度/电压/电流/功率等)所允许变化的区域,是器件长期工作的区域。该区中的存在某一点(或区域),对应器件某项参数的最大应力,称为I区该项应力的最坏情况;
II工作区指产品“异常”工作区域,即在开/关机、输入过/欠压保护、输出过压/过流保护、输入/负载跳变、风扇故障停转等“异常”工作情况器件短时间工作区域。在该区域中的某一点
对应器件某项参数的最大应力,称为II区该项应力最坏情况。
2 器件应力限制
2.1 TVS最大吸收电流IPM
在正常使用条件及最坏应力情况下,TVS吸收的最大吸收电流降额必须满足下表:
应力参考点 | 产品工作区域 | B 级产品 | A 级产品 |
中美小学生守则对比 最大吸收电流IPM | I、II工作区最坏情况 | <90%相应壳温下的最大脉冲电流IP(TAU) | <85%相应壳温下的最大脉冲电流IP(TAU) |
| | | |
上表中IP(TAU)为TVS的最大峰值电流对应实际壳温下的温度降额值,
当壳温TAU≤25℃时:
IP(TAU)=IPPM IPPM为手册中规定TAU=25℃时的峰值电流
当壳温TA>25℃时:
IP(TAU)=IPPM×[(TJM-TA)/(TJM-25)]
TVS吸收电流降额值:DIP=IPM/IP(TAU)*100%
如TVS器件并联使用,则电流降额在上述基础上,再降额10%。
2.2 TVS最大吸收功率PPM
在正常使用条件及最坏应力情况下,TVS吸收的瞬时最大功率与额定功率的降额必须满足下表:
应力参考点 | 产品工作区域 | B 级产品 | A 级产品 |
最大吸收功率PPM | I、II工作区最坏情况 | <80%相应壳温下的最大功率PP(TAU) | <70%相应壳温下的最大功率PP(TAU) |
| | | |
上表中PP(TAU)为TVS的额定峰值功率对应实际壳温TAU下的最大允许功率,
当壳温TAU≤25℃时:
PP(TAU)=PPPM PPPM为手册中规定TAU=25℃时的峰值吸收功率
当壳温TAU>25℃时:
PP(TAU)=PPPM*[(TJM -TAU)/(TJM -25)]
TVS吸收功率降额值:DP=PPM/PP(TAU)*100%
如TVS串联或并联使用,则功率降额在上述降额的基础上,再降额10%。
2.3 TVS平均功率PAV
如TVS工作在连续状态或连续脉冲状态,则功率降额如下:
应力参考点 | 产品工作区域 | B 级产品 | A 级产品 |
连续功耗PAV | I、II工作区最坏情况 | <80%相应壳温下的最大平均功率PM(TAU) | <70%相应壳温下的最大平均功率PM(TAU) |
| | | |
上表中PM(TAU)为TVS的最大平均功率对应实际壳温TAU下的温度降额值,
当壳温TAU≤25℃时:
PM(TAU)=PM(AV) PM(AV)为手册中规定TAU=25℃时的额定平均功率
当壳温TAU>25℃时:
PM(TAU)=PM(AV)*[(TJM -TAU)/(TJM -25)]
TVS平均功率降额值:DPA=PAV/PM(TAU)*100%
2.4 TVS钳位电压VC
TVS在实际电路中的钳位电压可以直接测出,也可以根据TVS吸收的电流计算得出:
VC=VBR+(VCM-VBR)* IPM/IPPM
V韦氏成人智力量表CM为TVS额定吸收电流条件下的钳位电压,VBR为TVS击穿电压,IPPM为额定吸收电流,IPM为实际吸收的最大电流。
2.5 被保护器件最大耐压VRA
在正常使用及最坏应力情况下,被保护器件的最大耐压VRA应大于TVS的钳位电压,TVS的钳位电压与被保护器件的最大耐压的降额关系必须满足下表:
应力参考点 | 产品工作区域 | A级产品 | B级产品 唱游课 |
TVS钳位电压VC | I、II工作区最坏情况 | <90%被保护器件耐压VRA |
| | | |
被保护器件承受电压的降额值:DV=VC/VRA*100%
说明:TVS器件在某些特殊应用时如用于开关管的电压尖峰