Was ist das Prinzip des Überhitzungsfehlers einer Diode mit schneller Wiederherstellung?

In der letzten Ausgabe habe ich die 9 Arten von Kondensatoren, die üblicherweise in unseren elektronischen Bauteilen verwendet werden, im Detail vorgestellt. Die Materialeigenschaften von Kondensatoren werden ausführlich vorgestellt und analysiert.  Ein thermischer Ausfall bezieht sich auf die schnelle Wiederherstellung der Diodenarbeit, die durch den Anstieg des Stromverbrauchs verursacht wird, der über die vom Gerät zulässige Sperrschichttemperatur Tjm hinausgeht und zu einem thermischen Ausfall des Geräts führt.

Der thermische Zusammenbruch hängt mit der Betriebstemperatur des Geräts zusammen, und die Eigentemperatur Tint wird im Allgemeinen verwendet, um den Schadensmechanismus des Geräts bei steigender Temperatur vorherzusagen. Wenn die Temperatur steigt, ist die Trägerkonzentration ni (T) gleich der Temperatur der Substratdotierungskonzentration ND. Mit zunehmender Temperatur steigt die Trägerkonzentration exponentiell an. Der Farbton hängt von der Dotierungskonzentration ab und ist bei herkömmlichen Hochspannungsgeräten viel geringer als bei Niederspannungsgeräten. Aufgrund von Materialien, Prozessen und anderen Faktoren ist das Gerät Tjm im Allgemeinen viel kleiner als Tint.   Da das eigentliche Gerät nicht im thermischen Gleichgewicht arbeitet, muss auch berücksichtigt werden, wie das Gerät im Verhältnis zur Temperatur arbeitet. Beispielsweise erhöht im Wechselrichter der durch die Stromleitung erzeugte Stromverbrauch, der durch Leckstrom verursachte Abschaltzustand und der durch die hohe Sperrspannung während des Rückwärtserholungsprozesses erzeugte Stromverbrauch die Betriebstemperatur des Geräts und verursachen eine Vorwärtsrückkopplung zwischen Temperatur und Strom, und schließlich kommt es zu einem thermischen Durchbruch. Daher kommt es zu einem thermischen Durchschlag, wenn die thermisch erzeugte Leistungsdichte größer ist als die vom Geräteverpackungssystem bestimmte Verlustleistungsdichte. Um einen thermischen Ausfall des Geräts zu verhindern, wird seine Betriebstemperatur im Allgemeinen unter Tjm gehalten.

Wenn das Gerät lokal zu schmelzen beginnt, deutet dies darauf hin, dass die Schnellerholungsdiode thermisch ausgefallen ist. Wenn die lokale Temperatur zu hoch ist und im gepunkteten Bereich auftritt, führt dies ebenfalls zu Rissen im Kern. Wenn die Betriebsfrequenz der schnellen Erholungsdiode hoch ist, erzeugt der Hochfrequenzübergang zwischen dem Unterbrechungszustand und dem Durchgangszustand einen hohen Stromverbrauch, und die Form des Überhitzungsfehlers des Geräts kann variieren. Mit steigender Temperatur geht jedoch die Sperrfähigkeit verloren und fast alle planaren Anschlüsse brechen an den Kanten. Daher liegt die Schadensstelle meist am Rand des Geräts, oder zumindest an dessen Rand.