SMBJ1505CA Proteksyon SIC MOSFET Bagong paglabas ng produkto

Pag -iisip at paglutas ng problema sa gate ng tubo ng sic mos

Bilang isang bagong uri ng aparato ng semiconductor ng kapangyarihan, ang SIC MOS tube ay malawakang ginagamit sa mga bagong sasakyan ng enerhiya, photovoltaics, matalinong grids at iba pang mga patlang sa mga nakaraang taon na may kapanahunan ng teknolohiya. Ito ay may makabuluhang mga pakinabang tulad ng mabilis na bilis ng paglipat, mababang on-resistance at mataas na temperatura ng paglaban, at unti-unting naging isang malakas na kapalit para sa tradisyonal na mga aparato na batay sa silikon.

Ang pagkuha ng mga bagong sasakyan ng enerhiya bilang isang halimbawa, ang mga tubo ng SIC MOS ay ginagamit sa mga on-board inverters upang mapabuti ang kahusayan ng conversion ng lakas, bawasan ang pagkawala ng enerhiya, at sa gayon ay madaragdagan ang saklaw ng paglalakbay ng sasakyan. Sa larangan ng photovoltaic, ang mga photovoltaic inverters na gumagamit ng mga tubo ng SIC MOS ay maaaring makamit ang mas mataas na density ng lakas at kahusayan ng conversion, pagbabawas ng mga gastos sa system.

Ang kahalagahan ng pag -aaral ng problema sa gate

Bilang pangunahing control end ng SIC MOS tube, ang pagganap at pagiging maaasahan nito ay direktang nakakaapekto sa nagtatrabaho katatagan at buhay ng buong aparato. Kapag nasira ang gate, ang tubo ng SIC MOS ay hindi gagana nang maayos, na nagreresulta sa pagkabigo ng buong sistema ng circuit; Bilang isang bagong uri ng aparato ng semiconductor ng kapangyarihan, ang SIC MOS tube ay malawakang ginagamit sa mga bagong sasakyan ng enerhiya, photovoltaics, matalinong grids at iba pang mga patlang na may kapanahunan ng teknolohiya sa mga nakaraang taon. Ito ay may makabuluhang mga pakinabang tulad ng mabilis na bilis ng paglipat, mababang on-resistensya, at mataas na temperatura ng pagtutol, at unti-unting naging isang malakas na kapalit para sa tradisyonal na mga aparato na batay sa silikon.

Pangkalahatang -ideya ng istraktura ng proseso ng CHIP

Ang istraktura ng proseso ng chip ng SIC MOS tube ay pangunahing kasama ang substrate, epitaxial layer, mapagkukunan, kanal, gate at insulating layer. Kabilang sa mga ito, ang substrate ay karaniwang gawa sa materyal na silikon na karbida, na may mga katangian ng mataas na thermal conductivity at mataas na lakas ng electric field na lakas, na nagbibigay ng mahusay na pisikal na suporta at elektrikal na pundasyon para sa aparato. Ang epitaxial layer ay lumalaki sa substrate at ginagamit upang tumpak na kontrolin ang mga de -koryenteng mga parameter ng aparato.

Ang mapagkukunan at kanal ay matatagpuan sa magkabilang panig ng chip, na kung saan ay ang mga dulo ng input at output ng kasalukuyang. Ang gate ay pinaghiwalay mula sa channel sa pamamagitan ng isang insulating layer. Ang pagpapadaloy at pagputol ng channel ay kinokontrol sa pamamagitan ng pag -aaplay ng boltahe, sa gayon napagtanto ang regulasyon ng kasalukuyang. Ang insulating layer ay karaniwang gawa sa mga materyales tulad ng silikon dioxide, at ang kalidad at kapal nito ay may mahalagang impluwensya sa pagganap ng gate.

Ang posisyon at pag -andar ng gate sa chip

Posisyon: Ang gate ay matatagpuan sa pagitan ng mapagkukunan at kanal, at malapit na katabi ng channel sa pamamagitan ng insulating layer. Ang pangunahing pag -andar nito ay upang makontrol ang conductivity ng channel sa pamamagitan ng epekto ng electric field, at upang makamit ang tumpak na kontrol ng pagpapadaloy at pag -shutdown ng SIC MOS tube. Kapag ang isang positibong boltahe ay inilalapat sa gate, ang mga electron ay sapilitan sa channel upang makabuo ng isang conductive channel, na lumiliko sa SIC MOS tube; Kapag ang boltahe ng gate ay zero, nawala ang mga electron sa channel, ang conductive channel ay sarado, at ang SIC MOS tube ay naka -off.

Pag-andar: Ang control function ng gate ay tulad ng switch ng isang gripo, na maaaring tumpak na ayusin ang laki at on-off ng daloy ng tubig (kasalukuyang), tinitiyak na ang tubo ng SIC MOS ay gumagana nang matatag at maaasahan sa iba't ibang mga aplikasyon ng circuit.

Pagtatasa ng mga kadahilanan kung bakit madaling masira ang gate

Ang mekanismo ng pagkilos ng Miller capacitor

Dahil sa mga kadahilanan tulad ng lapad ng polysilicon, lapad ng channel at trench, kapal ng layer ng G-Pole oxide, profile ng PN junction doping, ang mga tubo ng SIC MOS ay bubuo ng kapasidad ng parasitiko, na kung saan ang pangunahing Miller capacitor CGD ay gumaganap ng isang mahalagang papel. Ang CGD ay hindi pare -pareho, mabilis itong magbabago sa pagbabago ng boltahe sa pagitan ng gate at kanal

Kapag ang high-side MOS tube ay biglang naka-on, ang boltahe ng kanal ng mababang-gilid na tubo ng MOS ay tataas agad. Sa oras na ito, ang isang kasalukuyang may sukat ng kapasidad ng Miller na pinarami ng rate ng pagbabago ng boltahe ay bubuo sa Miller capacitor ng mababang-gilid na tubo ng MOS. Kung bukas ang gate, ang kasalukuyang ito ay maaari lamang singilin ang kapasitor ng CGS sa ibaba, na magiging sanhi ng pagtaas ng boltahe ng gate. Kapag ang boltahe ng gate ay lumampas sa boltahe ng linya ng gate ng VTH ng MOS tube, ang MOS tube ay madaling kapitan ng maling pag-uugali, at ang pangmatagalang maling pag-uugali ay makakasira sa gate.

Mga halimbawa ng mga problema na dulot ng kapasidad ng parasitiko

Sa isang half-tulay na circuit, kapag naka-on ang isang tubo ng MOS, dahil sa pagkakaroon ng kapasidad ng Miller, makakaapekto ito sa gate ng isa pang tubo ng MOS. Halimbawa, sa isang application ng paglilipat ng supply ng kuryente, dahil sa epekto ng kapasidad ng Miller, ang boltahe ng gate ay tumataas nang abnormally, na lumampas sa saklaw ng boltahe ng gate, at sa kalaunan ay nagiging sanhi ng pagkasira ng gate at pinsala, na ginagawa ang buong paglilipat ng kuryente na hindi maaaring gumana nang normal.

Mga mapagkukunan ng overvoltage sa mga panlabas na circuit

Ang overvoltage sa mga panlabas na circuit ay maaaring sanhi ng iba't ibang mga kadahilanan, tulad ng mga welga ng kidlat, pagbabagu-bago ng power grid, paglipat ng mga operasyon ng mga induktibong naglo-load, atbp.

Kapag ang power grid ay nagbabago, ang biglaang pagtaas ng boltahe ay magdudulot din ng banta sa tubo ng SIC MOS.

Kapag ang induktibong pag -load (tulad ng mga motor, mga transformer, atbp.) Ay biglang na -disconnect, ang isang back electromotive force ay bubuo, na bumubuo ng isang napakataas na spike ng boltahe. Ang mga overvoltage na ito ay maaaring maipadala sa gate ng SIC MOS tube sa pamamagitan ng circuit, na nagdudulot ng pinsala dito.

Prinsipyo ng pinsala sa gate sa pamamagitan ng overvoltage

Kapag ang boltahe sa gate ay lumampas sa na -rate na ito na may boltahe, ang gate oxide ay masisira, na nagreresulta sa pagbawas sa pagganap ng pagkakabukod sa pagitan ng gate at channel, o kahit isang maikling circuit; Ito ay magiging sanhi ng pagkawala ng gate sa control nito sa channel, at ang SIC MOS tube ay hindi gagana nang maayos. Sa mga malubhang kaso, magiging sanhi ito ng permanenteng pinsala sa aparato

Ang overvoltage ay maaari ring maging sanhi ng mga thermal effects sa loob ng gate, na nagiging sanhi ng temperatura ng materyal ng gate

Ang mga katangian ng temperatura ng operating ng mga tubo ng SIC MOS

Bagaman ang mga tubo ng SIC MOS ay may mahusay na pagganap ng mataas na temperatura, ang kanilang mga parameter ng pagganap ay magbabago pa rin sa mga kapaligiran na may mataas na temperatura. Habang tumataas ang temperatura, ang on-resistance ng SIC MOS tube ay tataas, bababa ang bilis ng paglipat, at tataas ang pagtagas ng kasalukuyang. Ang mga pagbabago sa mga parameter na ito ay tataas ang pagkonsumo ng kuryente ng aparato, makabuo ng mas maraming init, at higit na magpapalala sa pagtaas ng temperatura.

Kapag ang temperatura ay lumampas sa isang tiyak na limitasyon, makakaapekto ito sa materyal at istraktura ng gate, binabawasan ang pagiging maaasahan ng gate

Ang epekto ng mataas na temperatura sa materyal ng gate at istraktura

Ang mataas na temperatura ay mabawasan ang pagganap ng materyal na insulating ng gate, na nagreresulta sa pagbawas sa paglaban ng pagkakabukod sa pagitan ng gate at channel, pagtaas ng panganib ng pagtagas. Ang mataas na temperatura ay maaari ring maging sanhi ng pagpapalawak ng thermal ng materyal na metal metal, na nagiging sanhi ng koneksyon sa pagitan ng gate at iba pang mga sangkap na paluwagin o masira, na nakakaapekto sa normal na operasyon ng gate.

Sa ilang mga senaryo ng application na may mataas na temperatura, tulad ng elektronikong kagamitan sa kompartimento ng engine ng isang kotse, ang SIC MOS tube ay nasa isang mataas na temperatura na kapaligiran sa loob ng mahabang panahon, at ang posibilidad ng pinsala sa gate ay makabuluhang nadagdagan.

Mga depekto sa proseso ng paggawa

Karaniwang mga problema sa proseso ng pagmamanupaktura

Sa panahon ng proseso ng pagmamanupaktura ng mga tubo ng SIC MOS, maaaring mangyari ang ilang mga depekto sa proseso, tulad ng mga pinholes sa layer ng gate oxide, kontaminasyon ng impuryo, paglihis ng photolithography, atbp; Ang mga depekto na ito ay magiging sanhi ng hindi pantay na kapal ng layer ng gate oxide at labis na lokal na lakas ng larangan ng kuryente, sa gayon binabawasan ang kakayahan ng boltahe ng gate.

Ang kontaminasyon ng impuryo ay maaaring baguhin ang mga de -koryenteng katangian ng materyal ng gate at nakakaapekto sa normal na operasyon ng gate. Ang paglihis ng Photolithography ay maaaring maging sanhi ng hindi sapat na dimensional na kawastuhan ng gate, na nakakaapekto sa pagkakapareho ng pagganap ng aparato.

Paano ang mga depekto sa proseso ay nagdudulot ng pinsala sa gate

Ang mga pinholes sa layer ng oxide ng gate ay magiging mga channel ng pagtagas para sa kasalukuyang. Kapag ang kasalukuyang dumadaan sa mga pinholes, ang lokal na pag -init ay bubuo, na magdulot ng karagdagang pinsala sa layer ng oxide.

Ang kontaminasyon ng karumihan ay magbabago ng resistivity ng materyal ng gate, nakakaapekto sa pamamahagi ng patlang ng kuryente ng gate, at dagdagan ang panganib ng pagkasira ng gate.

Ang hindi pantay na laki ng gate na sanhi ng paglihis ng photolithography ay magiging sanhi ng mga pagkakaiba -iba sa pagganap ng gate ng iba't ibang mga aparato. Sa mga praktikal na aplikasyon, ang mga pintuan na may mahinang pagganap ay mas madaling kapitan ng pinsala.

Panimula sa pangunahing prinsipyo ng pagtatrabaho

Ang SMBJ1505CA ay isang mahusay na aparato ng proteksyon ng circuit, at ang prinsipyo ng pagtatrabaho nito ay batay sa epekto ng pagkasira ng avalanche ng kantong PN. Kapag ang boltahe sa buong TV ay lumampas sa boltahe ng breakdown nito, ang mga TV ay mabilis na i -on at i -clamp ang overvoltage sa isang mas mababang antas, sa gayon ay pinoprotektahan ang protektadong aparato mula sa epekto ng labis na boltahe. Sa circuit, ang mga TV ay karaniwang konektado kahanay sa gate ng protektado na SIC MOS tube. Kapag naganap ang isang lumilipas na overvoltage, ang mga TV ay tutugon sa isang napakaikling panahon (karaniwang nanoseconds) at i -bypass ang overvoltage sa lupa, upang ang boltahe ng gate ay nananatili sa loob ng isang ligtas na saklaw.

Ang SMBJ1505CA Transient Suppression Diode ay espesyal na idinisenyo para sa proteksyon ng gate ng sic mos tube. Ang pasulong na boltahe ng breakdown nito ay karaniwang nakatakda sa tungkol sa 15V at ang reverse breakdown boltahe ay nakatakda sa tungkol sa -5V. Ang nasabing isang setting ng boltahe ay maaaring tumugma sa saklaw ng operating boltahe ng gate ng SIC MOS tube, na epektibong pinoprotektahan ang gate mula sa pinsala sa pamamagitan ng pasulong at reverse overvoltages. Ang diode na ito ay may mga katangian ng mabilis na oras ng pagtugon, mababang dynamic na paglaban at mataas na pagpapaubaya ng lakas ng pulso. Ang mabilis na oras ng pagtugon ay maaaring matiyak ang napapanahong pagkilos sa sandaling overvoltage, ang mababang dynamic na pagtutol ay maaaring gumawa ng pag -clamping boltahe na malapit sa pagbagsak ng boltahe hangga't maaari, at ang mataas na tolerance ng pulso ay nagsisiguro na ang diode ay hindi masisira kapag sumailalim sa malaking kasalukuyang mga pulso

Mga dahilan para sa paggamit SMBJ1505CA

Pigilan ang pagbabagu -bago ng boltahe ng gate na dulot ng crosstalk

Sa mga application tulad ng mga half-tulay na circuit, ang paglipat ng pagkilos ng module ng SIC MOS tube ay magiging sanhi ng pagbabagu-bago ng boltahe ng gate-source ng switch ng isa pang module, iyon ay, ang problema sa crosstalk. Ang positibong crosstalk ay maaaring maging sanhi ng positibong pagtaas ng boltahe ng gate, at kung lumampas ito sa threshold, magiging sanhi ito ng maling pagbubukas; Ang negatibong crosstalk ay maaaring dagdagan ang negatibong boltahe ng gate, at ang paglampas sa negatibong limitasyon ng pagpapaubaya ng boltahe ay magiging sanhi ng pagkasira ng gate. Ang SMBJ1505CA transient suppression diode ay maaaring epektibong sugpuin ang pagbabagu -bago ng boltahe ng gate na dulot ng crosstalk. Kapag ang boltahe ng gate ay tumataas o bumagsak nang abnormally, ang mga TV ay mabilis na i -on at i -clamp ang boltahe sa loob ng isang ligtas na saklaw upang maiwasan ang maling pagbubukas at pagkasira ng gate.

Pagharap sa banta ng lumilipas na overvoltage

Tulad ng nabanggit sa itaas, mayroong iba't ibang mga lumilipas na mga banta sa overvoltage sa panlabas na circuit, tulad ng mga overvoltage na nabuo ng mga welga ng kidlat, pagbabagu -bago ng grid ng kuryente, at mga switch ng induktibong pag -load. Ang mga overvoltage na ito ay maaaring agad na lumampas sa pag -iwas ng boltahe ng gate ng tubo ng SIC MOS, na nagiging sanhi ng hindi maibabalik na pinsala sa gate.

Ang mga lumilipas na suppression diode ay maaaring tumugon nang mabilis sa sandaling overvoltage, limitahan ang overvoltage sa loob ng isang ligtas na saklaw, magbigay ng maaasahang proteksyon para sa gate ng mga tubo ng SIC MOS, at tiyakin na ang aparato ay gumagana nang normal sa malupit na mga de -koryenteng kapaligiran.

Mga benepisyo ng pagdaragdag ng mga lumilipas na pagsugpo sa diode

Sa pamamagitan ng pagsugpo sa overvoltage at crosstalk, ang mga lumilipas na mga diode ng pagsugpo ay maaaring epektibong mabawasan ang de -koryenteng stress sa gate at bawasan ang panganib ng pinsala sa gate, sa gayon ay mapabuti ang pagiging maaasahan at katatagan ng gate ng mga tubo ng SIC MOS. Makakatulong ito upang mapalawak ang buhay ng serbisyo ng mga tubo ng SIC MOS, bawasan ang paglitaw ng mga pagkabigo sa kagamitan, at pagbutihin ang pagiging maaasahan ng buong sistema ng circuit.

Sa larangan ng pang -industriya na automation, electronics ng kuryente, atbp, ang pagiging maaasahan at katatagan ng kagamitan ay mahalaga. Ang paggamit ng mga lumilipas na suppression diode upang maprotektahan ang gate ay maaaring matiyak ang pangmatagalang matatag na operasyon ng kagamitan at mabawasan ang mga gastos sa pagpapanatili.