Выходят из строя LDMOS транзисторы. Опции

[DKundaliou]

В общем тема такая, есть усилитель на базе LDMOS транзистора BLF6G10-200RN, работает усилитель на несогласованную нагрузку с постоянно изменяющимся импедансом, работает на разных частотах в диапазоне от 470МГц до 440МГц (проходит по частоте от 470 до 440 за 5 секунд, потом увеличивается выходная мощность и процесс повторяется), амплитуда входного напряжения не превышает 1В, работает в линейном режиме (напряжение смещения 2.8В, ток покоя порядка 500мА). Схема с общим истоком. Проблема : выходит из строя по входу при перепрыгивании по частоте(предположительно), при чем выходит из строя как захочет, может месяц поработать потом сгореть, может при первом же включении. Не совсем понятен процесс выхода из строя, т.к. выходит по входу то маловероятно что проблема в несогласованности нагрузки, самовозбуждения по приборам не наблюдается, да и нет цепи положительной обратной связи по которой оно могло бы происходить, входные параметры не превышены ни по амплитуде напряжения ни по амплитуде тока, в чем может быть причина?

[Jurenja]

имхо при перепрыгивании по частоте на стоке получается большой выброс напряжения, который через емкость сток-затвор передается на затвор и получаете пробой сток-затвор.
или, что менее вероятно, при перестройке по частоте попадаете на какой-то локальный резонанс, напряжение на стоке становится больше и далее как в первом варианте.

[MePavel]

имхо при перепрыгивании по частоте на стоке получается большой выброс напряжения, который через емкость сток-затвор передается на затвор и получаете пробой сток-затвор.
или, что менее вероятно, при перестройке по частоте попадаете на какой-то локальный резонанс, напряжение на стоке становится больше и далее как в первом варианте.

Такие механизмы выхода из строя LDMOST невозможны. Особенно версия про проходную ёмкость ("ёмкость сток-затвор"). Не будет там никакого большого выброса напряжения на стоке, так как у LDMOS очень низкие пробивные напряжения сток-исток. Представьте себе какой должен быть выброс напряжения, чтобы зарядить входную ёмкость в несколько сотен пикофарад через проходную ёмкость величиной 3 пФ (которая кстати уменьшается с ростом напряжения сток-исток)?
Большинство, кто использует LDMOST в запредельных режимах по напряжению сток-исток почти 100% наблюдают КЗ затвор-исток. И ошибочно начинают строить гипотезы про то, что мол защитный диод пробился от большого сигнала или просто большим входным сигналом пробило подзатворный диэлектрик. Вероятно, то что описывает автор темы, не что иное как превышение V(BR)DSS (drain-source breakdown voltage) (или Uси max русс.) с превышением энергии лавинного пробоя. Из-за этого часть LDMOST структуры с наиболее низким пробивным напряжением сгорает. При этом её стоковая металлизация отгорает от общей стоковой шины ввиду больших токов источника питания стока. Поэтому по выходу на первый взгляд кажется, что транзистор рабочий. Однако если замерить RDS(on) или крутизну, то можно заметить, что эти параметры ухудшились. Но поскольку токи входного смещения малы да и сопротивление затворных полосков достаточно велико, то отгорание "по входу" дефективной ячейки не происходит. Поэтому в этом случае наблюдается КЗ по входу.

самовозбуждения по приборам не наблюдается, да и нет цепи положительной обратной связи по которой оно могло бы происходить,

Отсутствие явной "положительной обратной связи" (ПОС) - не означает отсутствие паразитной ПОС. Другими словами есть предположение, что рассматриваемый усилитель имеет ошибки с точки зрения обеспечения устойчивости работы столь быстродействующего транзистора. Это одна причина. Проверять устойчивость данного усилителя желательно при токах стока порядка 1 - 1,5 А при напряжении питания от 0 до 20 В при работе с различным импедансом источника и нагрузки усилителя.

Другая причина - элементарные выбросы напряжения сток-исток из-за большой индуктивности в цепи смещения стока или недостаточной величины шунтирующей ёмкости в цепи питания. Слишком большая скорость нарастания при подачи напряжения питания. Звон напряжения на проводах, соединяющих источник питания с УМ и т.д. Слишком большая скорость нарастания напряжения входного смещения. Затяжные переходные процессы, повышенная чувствительность к "неоднородностям" входного импеданса на НЧ - слишком велики разделительные конденсаторы.

Сообщение отредактировал MePavel - Dec 29 2013, 21:24

[serega_sh____]

Большинство, кто использует LDMOST в запредельных режимах по напряжению сток-исток почти 100% наблюдают КЗ затвор-исток.

Поясните пожалуйста.
1. В каких случаях целесообразно использовать транзисторы в запредельных режимах? Кто это делает?
Или это просто констатация факта возникающая например при плохом КСВ выхода (Vcc+Vp-p_rf+Vксв vs Zout)
2. У меня на фабрике, мне можно проверять на входном контроле Uси max ? (с ограничением тока СИ на 10мкА. Например прибором KEITHLEY 2400) Это будет приводить к порче транзистора?

Однако если замерить RDS(on) или крутизну, то можно заметить, что эти параметры ухудшились. Но поскольку токи входного смещения малы да и сопротивление затворных полосков достаточно велико, то отгорание "по входу" дефективной ячейки не происходит. Поэтому в этом случае наблюдается КЗ по входу.

Помоему ошибка с первым входом.
Я так и не понял почему происходит КЗ по входу?
Когда я рассматривал транзисторы которые я сжигал в изделии они имели локальные микро "взрывы". Вы про это говорили? Что такое "отгорание"?

[khach]

Я так и не понял почему происходит КЗ по входу?
Когда я рассматривал транзисторы которые я сжигал в изделии они имели локальные микро "взрывы". Вы про это говорили? Что такое "отгорание"?

Если копать глубоко, с паталогоанатомическими исследованиями трупов, то микрофотографии в студию. Отгорают обычно бонды по перегрузке по току. Микровзрывы надо исследовать- был ли локальный пробой диэлектрика из за перекачки по напряжению или там что то еще. Также очень интересно глянуть частично подпаленные транзисторы- там причина отказа будет более очевидной.