Предельные параметры Шоттки Опции

[eleks]

Для многих диодов Шоттки приводится предельный параметр Voltage Rate of Change (Скорость изменения напряжения) dV/dt. Кто-то может пояснить смысл этого ограничения. Почему оно имеет место?

Сообщение отредактировал eleks - Oct 30 2012, 12:01

[Ydaloj]

диоды Шотки медленные, поэтому не могут переключаться быстро, как бы их не заставлять

[injener]

диоды Шотки медленные, поэтому не могут переключаться быстро, как бы их не заставлять

А я почему-то был уверен, что наоборот - диоды Шоттки быстрые, т.к у них меньше паразитная емкость
А данный параметр служит для расчета снабберов. Параллельно диоду включается конденсатор, чтобы затянуть фронт нарастания напряжения и не превысить его допустимое значение.

[eleks]

А я почему-то был уверен, что наоборот - диоды Шоттки быстрые, т.к у них меньше паразитная емкость
А данный параметр служит для расчета снабберов. Параллельно диоду включается конденсатор, чтобы затянуть фронт нарастания напряжения и не превысить его допустимое значение.

Вопрос был не для чего, а почему. Почему ограничивается скорость нарастания напряжения?

[Guest_TSerg_*]

Вопрос был не для чего, а почему. Почему ограничивается скорость нарастания напряжения?

Чтобы не вывести из строя диод во время процесса восстановления его диодных свойств при смене полярности приложенного напряжения.

[eleks]

А данный параметр служит для расчета снабберов...

Чтобы не вывести из строя диод во время процесса восстановления его диодных свойств при смене полярности приложенного напряжения.

Народ, спасибо конечно за внимание, но это, как говориться, и ежу понятно. Собственно смысл предельных параметров и заключается в том, что их превышение приводит к повреждению прибора! Вопрос почему это происходит?
Версии:
1. При резком нарастании напряжения происходит лавинный пробой
2. При резком нарастании напряжения нарушается равномерность распределения напряжения между последовательными структурами с пробоем наиболее напряженной
3. При резком нарастании напряжения ...

Не плохо было бы ткуть носом в какие-то документы где подробно описывается механизм повреждения диода Шоттки при скачке напряжения.

[Snaky]

Народ, спасибо конечно за внимание, но это, как говориться, и ежу понятно. Собственно смысл предельных параметров и заключается в том, что их превышение приводит к повреждению прибора! Вопрос почему это происходит? ... Не плохо было бы ткуть носом в какие-то документы где подробно описывается механизм повреждения диода Шоттки при скачке напряжения.

Кажется превышается допустимый ток заряда емкости перехода (I=C*dV/dT).
Кое-что об этом параметре есть в книге "Switching power supplies A-Z" (картинка), но там не физика, а скорее предостережения не превышать и способы ограничения.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Integrator1983]

Не плохо было бы ткуть носом в какие-то документы где подробно описывается механизм повреждения диода Шоттки при скачке напряжения.

Все ссылаются на Acharya, K. and Shenai, K. ”On the dV/dt Rating of SiC Schottky Power Rectifiers,” Proceedings Power Electronics Technology Conference, October 2002, pp. 672-677.
Правда, найти ее в электронном виде не удалось.

Судя по всему, механизм разрушения - Dynamic Avalanche Breakdown:
"When the applied reverse voltage applied on the
Schottky diodes, the electric field within the diode is so strong that thermally
generated electrons and holes can get enough kinetic energy to knock on atoms and
generate extra electron-hole pairs within the diode. With these newly generated
electron-hole pairs, this process will continue and be amplified under the high
electrical field. As a result, a dramatically increased reverse current will generate
within device and destroy the device thermally over a certain time period."

[eleks]

Snaky
Integrator1983
Огромное спасибо!

Кажется превышается допустимый ток заряда емкости перехода (I=C*dV/dT).

В том-то и дело, что это в первую очередь посчитал и получил вполне безобидное значение
Похоже, что это в самом деле какая-то форма лавинного пробоя, свойственная диодам Шоттки

Сообщение отредактировал eleks - Oct 31 2012, 07:19

[wim]

Похоже, что это в самом деле какая-то форма лавинного пробоя, свойственная диодам Шоттки

ПМСМ, физика этого процесса аналогична пробою диэлектрика при высокой скорости нарастания напряжения. Как известно, напряжение пробоя твёрдых диэлектриков зависит от dV/dt и поэтому, например, в даташитах на конденсаторы приводится в зависимости от частоты.

[тау]

ПМСМ, физика этого процесса аналогична пробою диэлектрика при высокой скорости нарастания напряжения. Как известно, напряжение пробоя твёрдых диэлектриков зависит от dV/dt и поэтому, например, в даташитах на конденсаторы приводится в зависимости от частоты.

Не совсем так. В даташитах на конденсаторы, где этот параметр фигурирует, dV/dt в основном зависит от конструкции слоев с металлизацией и без, а особенно от расстояния между ножками (pitch "P" ).
Для одного и того же неплохого диэлектрика (полипропилен) dV/dt может различаться на порядки. Т.е. значительную ,если не основную роль в ограничении dV/dt для конденсаторов играют потери проводимости тонких пленок металлизации, приводящие к локальному перегреву и уже впоследствии - к пробою из-за перегрева.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[wim]

Для одного и того же неплохого диэлектрика (полипропилен) dV/dt может различаться на порядки.

Таки да. Зависимость напряжения электрического пробоя от dV/dt в твёрдых диэлектриках слабая (по эмпирической формуле Астафурова - корень четвёртой степени от dV/dt).

Т.е. значительную ,если не основную роль в ограничении dV/dt для конденсаторов играют потери проводимости тонких пленок металлизации, приводящие к локальному перегреву и уже впоследствии - к пробою из-за перегрева.

ПМСМ, это для периодического режима работы. Существует ещё параметр dV/dt для одиночного неповторяющегося импульса - это видимо и есть для чисто электрического пробоя. Однако, я никогда не встречал оного в даташитах на конденсаторы - а было бы интересно узнать какое значение dV/dt выдержит диэлектрик.

[Snaky]

В том-то и дело, что это в первую очередь посчитал и получил вполне безобидное значение

А при расчете только емкость перехода учитывали?
Нашел тут любопытный документик
Там описана модель восстановления диода из прямосмещенного состояния в обратносмещенное и показано что в образовании тока участвует не только емкость перехода, но и drift capacitance (см. раздел Phase 3 and Phase 4 на стр.4, и выражение для общего тока - формула 17 ) которая много больше емкости перехода (стр. 6). Дальше в примере на стр. 7 говорится что разница может быть на два порядка (10нФ vs 100пФ).

В итоге большое dV/dT может привести к snappy recovery и выходу параметров за пределы SOA.

Надо только прикинуть насколько справедливо все это для Шоттки.

[In_an_im_di]

http://www05.abb.com/global/scot/scot256.n..._01mr.pdf"]документик [/url]
Там описана модель восстановления диода из прямосмещенного состояния в обратносмещенное и показано что в образовании тока участвует не только

Если так глубоко готовы копать, то поищите примеры применения "зарядовой модели", она наиболее универсальна. Смысл идеализации этой модели в том, что база диода или транзистора (запирающий/отпирающий слой полупроводника) представлена конденсатором бесконечной емкости, поэтому просто вычисляются пиковые токи при разных скоростях. Ссылок, увы, не дам, сам успешно пользовался этим давно в моделировании pn-переходов, формулы получались "из трех букв" и все прекрасно считалось численными методами на ЕС-ЭВМ)

[Ydaloj]

возник другой вопрос.
Почему dV/dt указывается только для диодов Шоттки и не указывается для тех же ультрафастов.
Далее, возник ещё вопрос, почему время восстановления для диодов Шоттки не указывается вообще.

То есть, получается, что параметр dV/dt неразрывно связан с переходом Шоттки. Перечитал массу даташитов и не нашёл ни одного диода Шоттки, где было бы указано время восстановления.

Вообще, что такое dV/dt? Critical rate of rise of reverse voltage. Выходит, что диод в это время закрыт, и на его выводах творится жуткий шустрый ужас. То есть, dV/dt описывает поведение диода, находящегося в закрытом состоянии. В то время как параметр trr (reverse recovery time) описывает процесс перевода диода из проводящего в непроводящее состояние. Таким образом, это два совершенно разных параметра, и было бы неплохо иметь их обоих нормированными в даташите на каждый диод. А на самом деле, если в даташите указывается dV/dt, то не указывается trr, и, соответственно, наоборот.

Почему?

[Integrator1983]

Перечитал массу даташитов и не нашёл ни одного диода Шоттки, где было бы указано время восстановления.

Так для диода Шоттки время восстановления неактуально - в нем нет неосновных носителей - соответственно, несему рассасываться. Есть только емкость перехода.

[Microwatt]

А я в каком-то даташите нашел время восстановления для Шоттки 4нс.
И сноска в таком духе, что у изготовителя просто нет аппаратуры, позволяющей измерить более короткие времена. Если кто-то сможет определить точнее - будут благодарны.

[Herz]

Так для диода Шоттки время восстановления неактуально - в нем нет неосновных носителей - соответственно, несему рассасываться. Есть только емкость перехода.

Ну да, так и пишут.