Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik FET Uds überschreiten


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von Alec (Gast)


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Hallo zusammen,

vielleicht eine blöde Frage, aber was passiert typischerweise wenn man 
Uds beim FET überschreitet? Beispielseweise bei einem BSS84 (P-Fet, 
50V).

Wenn es zum Durchbruch kommt, wird das Bauteil dann typischerweise 
sofort zerstört? Oder wovon hängt das ab bzw. was passiert da?

Danke und Grüße
Alex

: Verschoben durch Moderator
von Achim S. (Gast)


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Alec schrieb:
> Wenn es zum Durchbruch kommt, wird das Bauteil dann typischerweise
> sofort zerstört? Oder wovon hängt das ab bzw. was passiert da?

Davon, wieviel Strom fließt und wie lange er fließt. Wenn der Durchbruch 
hervorgerufen wird weil eine niederohmige Quelle am Drain zu viel 
Spannung liefert, dann fließt ein großer Strom so lange, bis der FET 
zerstört ist. (Je nach umgesetzter Leistung kann das sehr schnell 
gehen.)

Aber wenn der Strom im Durchbruch sehr klein ist (weil er z.B. durch 
einen Widerstand vor dem Drain begrenzt wird) und schnell genug wieder 
auf 0 geht, dann kann der FET es ggf. überleben.

von Thomas O. (kosmos)


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der wird in der Regel dauerleitend, es sei den er wird komplett 
verschmort irgendwann unterbrichts dann.

Um wieviel willst du den drüber? Früher wurde es bei Zündanlagen so 
gemacht das eine zu hohe Induktionsspannung mittels Z-Diode auf die 
Basis / aufs Gate geleitet wurde, so hat das Teil wieder etwas 
durchgesteuert und die Spannung konnte nicht so weit steigen. Aber wie 
gesagt da ging um die Induktionspannung, nicht um die Betriebsspannung 
die nur bei 12V lag.

von Falk B. (falk)


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Alec schrieb:
> Uds beim FET überschreitet? Beispielseweise bei einem BSS84 (P-Fet,
> 50V).

Die allermeisten MOSFETs sind als "avalanche rated" spezifiziert. D.h. 
sie verhalten sich wie eine Z-Diode und begrenzen die Spannung. Wenn der 
Strom bzw. die Energie des Überspannungspulses entsprechend begrenzt 
sind, ist dieser Effekt nicht zerstörend und auch nicht langsam 
verschleißen, d.h. der MOSFET hält das immer wieder aus.

Im Gegensatz dazu überleben Bipolartransistoren und IGBTs sowas nicht, 
da reicht der einmal der soganannte Durchbruch 2. Art und das Bauteil 
ist kaputt.

https://de.wikipedia.org/wiki/Zweiter_Durchbruch

von Wolfgang (Gast)


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Alec schrieb:
> vielleicht eine blöde Frage, aber was passiert typischerweise wenn man
> Uds beim FET überschreitet? Beispielseweise bei einem BSS84 (P-Fet,
> 50V).

Uds ist die Spannung, die zwischen Drain und Source anliegt.
Das ist ein Fakt und du kannst daran nichts ändern.

Meinst du vielleicht, dass deine Uds den unter Absolut Maximum Ratings 
genannten Wert VDSS überschreiten soll?

Da passiert erstmal gar nichts.
Der Hersteller garantiert dir, dass bis zu diesem Wert nichts böses 
passiert, aber er garantiert dir umgekehrt nicht, dass über diesem Wert 
sofort etwas kaputt/schief geht.

von oszi40 (Gast)


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Falk B. schrieb:
> verhalten sich wie eine Z-Diode

Problem ist nur, dass er ähnlich jeder Z-Diode heiß wird bei großer 
Belastung. Irgendwann schmilzt auch das Silizium und das Teil macht 
schnell den Deckel auf (damit der TO Alec besser nachsehen kann, woran 
es lag). :-)

von Der schreckliche Sven (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Im Gegensatz dazu überleben Bipolartransistoren und IGBTs sowas nicht,
> da reicht der einmal der soganannte Durchbruch 2. Art und das Bauteil
> ist kaputt.
>
> https://de.wikipedia.org/wiki/Zweiter_Durchbruch

Den Wikipedia-Artikel bitte gaanz genau durchlesen.
Der ist nichts wert.

von Jens G. (jensig)


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oszi40 (Gast)

>Falk B. schrieb:
>> verhalten sich wie eine Z-Diode

>Problem ist nur, dass er ähnlich jeder Z-Diode heiß wird bei großer
>Belastung. Irgendwann schmilzt auch das Silizium und das Teil macht
>schnell den Deckel auf (damit der TO Alec besser nachsehen kann, woran
>es lag). :-)

Das ist kein Problem, den es wurde ja explizit gesagt:

>Strom bzw. die Energie des Überspannungspulses entsprechend begrenzt

Du mußt also einfach drauf achten, daß dessen "Sperrschicht" nicht zu 
heiß wird, genau so, wie auch im regulären Betrieb.

von Falk B. (falk)


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Jens G. schrieb:
> Du mußt also einfach drauf achten, daß dessen "Sperrschicht" nicht zu
> heiß wird, genau so, wie auch im regulären Betrieb.

Nicht ganz. Alle PN-Übergänge können in den Avalancedurchbruch gehen und 
das überleben. Aber es gibt Bauteile, die halten Avalance deutlich 
besser aus als andere. Eine 1W Z-Diode mit 100V verkraftet 10mA 
Sperrstrom, ohne kaputt zu gehen. Eine normale Diode mit 100V 
Sperrspannung eher nicht, und wenn dann nur kurz bzw. nicht in großen 
Stückzahlen. Dito beim MOSFET im Vergleich zum NPN-Transistor. Noch 
deutlicher ist der Unterschied im Pulsbetrieb, da trennt sich die Spreu 
noch schneller vom Weizen.

Wir hatten mal in der Firma ein Problem mit Avalancedioden, 1kV, 1A. Der 
eine Typ war angeblich "avalance rated", ohne Angaben im Datenblatt. 
Nach mehrfachem Nachhaken beim Hersteller kam dann aber nur ein 
klägliches "naja, mit 10mA Pulsstrom oder weniger". Die andere (BYG23M) 
hatte laut Datenblatt 20mJ max. Avalanceenergie bei 1A. Real gemessen 
war es gut das Doppelte. Die hat uns den Arsch gerettet 8-0

von Dr. Eisenbart (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Die andere (BYG23M)
> hatte laut Datenblatt 20mJ max. Avalanceenergie bei 1A. Real gemessen
> war es gut das Doppelte. Die hat uns den Arsch gerettet 8-0

Der wäre mit einem 2. Durchbruch auch bedeutend schwieriger handhabbar 
gewesen!

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