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2019.08.21 Si 파워 디바이스

정리

실제 동작에서 트랜지스터의 적합성 확인

선택한 트랜지스터가 실제 동작에서 적절한지 판단하기 위한 방법과 순서에 대한 마지막 편으로, 최종 정리를 하겠습니다.

지금까지 우측 플로우차트 및 하기 목록에 따라, 선택한 트랜지스터가 실제 사용 조건에서 적절한지, 그리고 충분히 신뢰성과 안전이 확보된 조건에서의 동작인지에 대해 확인했습니다.

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하기에 각 항목의 키 포인트를 정리하였습니다.

실제 전류 ・ 전압 파형 측정

키 포인트

・기본적으로 프로토타입 제작 시, 선택한 트랜지스터가 실제 동작에서 사용 가능한지 확인이 필요하다.

・확인을 위해, 트랜지스터가 취급하는 전압과 전류 데이터를 측정한다.

절대 최대 정격 이내인지 확인

키 포인트

・절대 최대 정격의 정의와 의도를 정확히 이해하여, 사용 가능 여부를 판단한다.

SOA (안전 동작 영역) 이내인지 확인

키 포인트

・SOA (Safe Operating Area : 안전 동작 영역)는, 트랜지스터가 안전한 조건하에서 동작하고 있는지 확인하기 위한 정보.

・기본적으로 ID와 VDSS와의 관계에 있어서, 정격전압 및 전류, 허용전력 (발열)에 대해 안전한 영역이 그래프에 기재되어 있다.

・SOA 조건을 확실히 확인하여, 실제 사용 조건과의 차이를 고려한 후에 이용한다.

사용 주위 온도에서 마진 확보한 SOA 이내인지 확인

키 포인트

・SOA 그래프는 Ta=25℃일 때의 데이터이므로, 실제 트랜지스터를 사용하는 온도에 따라 SOA의 마진을 확보할 필요가 있다.

・마진 확보 비율은, 허용 손실의 마진 확보 비율을 이용한다.

⑤연속 펄스 (스위칭 동작)

평균 소비전력이 정격전력 이내인지 확인

키 포인트

・연속 펄스 (스위칭 동작)의 경우, 평균 소비전력을 구하여 허용 손실이 정격 이내인지 확인한다.

・최종적으로는 Tj가 절대 최대 정격을 초과하지 않았는지가 판단의 근본이 된다.

칩 온도 확인

키 포인트

・최종적으로 Tj가 절대 최대 정격을 초과하지 않았는지 확인한다.

・Ta 또는 Tc와 발열 (열저항×소비전력)의 합계가 Tj가 된다.

「실제 동작에서 트랜지스터의 적합성 확인」은 이로써 마무리하고자 합니다. 각 확인 항목의 실시는 상당히 번거로운 작업이지만, 회로 설계에 있어서 피할 수 없는 과정임을 인지하여 주십시오.

실리콘 파워 디바이스의 특징을 활용한 어플리케이션 사례