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三极管开关损耗计算
摘要：
1.三极管开关的基本概念
2.三极管开关的损耗类型
3.计算三极管开关损耗的方法
4.总结
正文：
一、三极管开关的基本概念
三极管（Transistor）是一种常见的半导体元器件，广泛应用于放大、开关、调制、稳压等电路。
在数字电路和模拟电路中，三极管作为开关元件，可以实现对电流的控制，从而实现对电路的控制。
二、三极管开关的损耗类型
三极管开关的损耗主要包括以下两种：
1.导通损耗：当三极管处于导通状态时，由于电流流过三极管，会产生一定的功率损耗，这种损耗称为导通损耗。
2.截止损耗：当三极管处于截止状态时，虽然电流为零，但由于三极管的结构特点，仍然会有一定的漏电流流过，从而产生一定的功率损耗，这种损耗称为截止损耗。
三、计算三极管开关损耗的方法
计算三极管开关损耗的方法通常有两种：
1.欧姆定律法：对于直流电路，可以使用欧姆定律来计算三极管的导通损
耗。
具体公式为：P_dson = (V_ce * I_c)^2 / R_ce，其中，V_ce 为集电极与发射极之间的电压，I_c 为集电极电流，R_ce 为集电极与发射极之间的电阻。
2.折合方法：对于交流电路，需要考虑三极管的截止损耗。
具体方法是将三极管的截止损耗折合到等效电阻上，然后使用欧姆定律计算损耗。
具体公式为：P_dson = (V_ce * I_c)^2 / R_ce，其中，V_ce 为集电极与发射极之间的电压的有效值，I_c 为集电极电流的有效值，R_ce 为集电极与发射极之间的等效电阻。
四、总结
三极管开关在电路中起着重要作用，其损耗的计算对于优化电路性能具有重要意义。
小贴士：开关电源中功率MOSFET管损坏模式及分
析
本文将通过功率MOSFET管的工作特性，结合失效分析图片中不同的损坏形态，系统地分析过电流损坏和过电压损坏。
同时根据损坏位置不同，分析功率MOSFET管的失效发生在开通的过程中或发生在关断的过程中，从而为设计工程师提供一些依据，找到系统设计中的问题，提高电子系统的可靠性。
目前，功率MOSFET管广泛地应用于开关电源系统及其他功率电子电路中。
实际应用中，特别是在一些极端的边界条件下，如系统的输出短路及过载测试、输入过电压测试以及动态的老化测试中，功率MOSFET管有时候会发生失效损坏。
工程师将损坏的功率MOSFET管送到半导体原厂做失效分析后，分析报告的结论通常是过电性应力EOS，却无法判断是什幺原因导致MOSFET的损坏。
1 过电压和过电流测试电路
过电压测试的电路图如图1(a)所示，选用40 V的功率MOSFET：AON6240，DFN5?鄢6封装。
通过开关来控制，将60 V的电压直接加到AON6240的D极和S极，熔丝用来保护测试系统，功率MOSFET损坏后，将电源断开。
测试样品数量为5片。
过电流测试的电路图如图1(b)所示，选用40 V的功率MOSFET：AON6240，DFN5?鄢6封装。
首先合上开关A，用20 V的电源给大电容充电，电容C的容值为15 mF，然后断开开关A，合上开关B，将电容C的电压加到功率MOSFET管的D极和S极，使用信号发生器产生一个电压幅值。
开关电源常见故障的分析及维修（论文）开关电源常见故障的分析及维修(论文）摘要：本文主要是针对脉冲宽度调制（PWM）式开关电源常见故障进行分析和维修的。
这类开关电源因其节能，环保，性价比高等优点，很快占领了市场，被广泛的应用于我们的生活中和各行各业中。
但这种开关电源的线路复杂，维修不便，给我们的日常生活和生产带来诸多不便。
因此本文就从这些角度出发，通过分析故障产生的原因以及如何排除故障，进行详细的阐述，希望对我们的日常生活和生产有所帮助。
关键词：开关电源高频变压器 UC3842 PWM前言目前，开关电源已逐渐进入我们的日常生活和生产中，它以节能，环保，性价比高等优点，很快取代了以往传统的那种既笨重效率又低的“线性电源”，很快被人们所接受。
这类开关电源主要是以美国Unitorde公司生产的一种性能优良的电流控制型脉宽调制芯片UC3842（KA3842）为主控芯片，IGBT（绝缘栅双极场效应晶体管）为“开”“关”器件，配合LM324（四运放）或LM358（双运放）及光电耦合器（PC817）作为输出负载反馈器件，以及TL431（高精密并联稳压器），高频变压器为主要元件所组成的脉冲宽度调制（PulseWidthModulation,缩写为PWM）式开关电源。
本文就针对此类开关电源进行详细的阐述其原理，常见故障分析以及维修方法。
开关电源的概述及工作原理1.1开关电源的概述开关电源是一种电源转换电路，一般是将交流电（AC）转换成不同电压的直流电（DC），且电压非常平稳。
因开关电源中的开关管（IGBT）总是工作在“开”和“关”的工作状态，所以叫开关电源。
它与传统的线性电源相比无论是在工作程式上还是在各方面的性能上都有了质的飞跃。
传统的线性电源工作程式一般可归纳为：变压器降压，二极管桥式整流，大容量电解电容滤波，稳压电路或专用稳压IC稳压。
而开关电源则不同，它的工作程式一般可归纳为：高压大电流二极管桥式整流，大容量电解电容滤波，中间控制高频变换环节，整流，滤波，稳压及反馈环节，保护环节等。
三极管的损坏机理分析半导体三极管的损坏[摘要]三极管的损坏, 主要是指其PN结的损坏。
按照三极管工作状态的不同, 造成三极管损坏的具体情况是: 工作于正向偏置的PN 结, 一般为过流损坏, 不会发生击穿; 而工作于反向偏置的PN 结, 当反偏电压过高时, 将会使PN 结因过压而击穿。
[关键词]三极管; 击穿; 偏置NPN型三极管I CI E半导体三极管在工作时，电压过高、电流过大都会令其损坏。
在课堂上我们了解到，其实三极管被击穿还不至于到损坏，但其击穿后功率过大、温度过高会令三极管烧坏。
下面，我们将对每一种可能的情况进行探讨、浅析。
从半导体三极管的内部结构来看, 它相当于两个背靠背的PN 结(即发射结和集电结)。
这两个PN结, 对于PN P 型三极管来讲, 相当于两只负极在一起的二极管, 如图1 所示; 对于N PN 型三极管来讲, 相当于两只正极在一起的二极管, 如图2 所示。
SJTU图1PN P 型三相管图2N PN 型三相管而其实三极管的损坏，一般是由于二极管的PN结损坏构成的。
在不同的工作状态下, 发生损坏的情况与这两个PN 结的偏置情况有关。
总的来讲, 工作于正向偏置的PN 结, 当通过的电流过大时, 将会使它的功率损耗过大而烧坏, 但由于正向偏置的PN 结两端电压很低(锗PN 结约为0. 2V 左右, 硅PN结约为0. 7V 左右) , 故此时不会使PN 结发生击穿; 而工作于反向偏置的PN 结, 当反偏电压过高时, 将会使PN 结击穿, 如击穿后又未限制流过它的反向击穿电流, 将会使击穿成为永久性的、不可逆的击穿, 从而造成其彻底损坏。
在这里，我们先介绍一下三极管的各种参数:主要了解三极管的3个极限参数：Icm、BVceo、Pcm即可满足95%以上的使用需要。
1. Icm是集电极最大允许电流。
三极管工作时当它的集电极电流超过一定数值时，它的电流放大系数β将下降。
为此规定三极管的电流放大系数β变化不超过允许值时的集电极最大电流称为ICM。
半导体三极管的损坏[摘 要]三极管的损坏, 主要是指其PN结的损坏。
按照三极管工作状态的不同, 造成三极管损坏的具体情况是: 工作于正向偏置的PN 结, 一般为过流损坏, 不会发生击穿; 而工作于反向偏置的PN 结, 当反偏电压过高时, 将会使PN 结因过压而击穿。
[关键词]三极管; 击穿; 偏置NPN型三极管I CI E半导体三极管在工作时，电压过高、电流过大都会令其损坏。
在课堂上我们了解到，其实三极管被击穿还不至于到损坏，但其击穿后功率过大、温度过高会令三极管烧坏。
下面，我们将对每一种可能的情况进行探讨、浅析。
从半导体三极管的内部结构来看, 它相当于两个背靠背的PN 结(即发射结和集电结)。
这两个PN结, 对于PN P 型三极管来讲, 相当于两只负极在一起的二极管, 如图1 所示; 对于N PN 型三极管来讲, 相当于两只正极在一起的二极管, 如图2 所示。
SJTU图1PN P 型三相管图2N PN 型三相管而其实三极管的损坏，一般是由于二极管的PN结损坏构成的。
在不同的工作状态下, 发生损坏的情况与这两个PN 结的偏置情况有关。
总的来讲, 工作于正向偏置的PN 结, 当通过的电流过大时, 将会使它的功率损耗过大而烧坏, 但由于正向偏置的PN 结两端电压很低(锗PN 结约为0. 2V 左右, 硅PN结约为0. 7V 左右) , 故此时不会使PN 结发生击穿; 而工作于反向偏置的PN 结, 当反偏电压过高时, 将会使PN 结击穿, 如击穿后又未限制流过它的反向击穿电流, 将会使击穿成为永久性的、不可逆的击穿, 从而造成其彻底损坏。
在这里，我们先介绍一下三极管的各种参数:主要了解三极管的3个极限参数：Icm、BVceo、Pcm即可满足95%以上的使用需要。
1. Icm是集电极最大允许电流。
三极管工作时当它的集电极电流超过一定数值时，它的电流放大系数β将下降。
为此规定三极管的电流放大系数β变化不超过允许值时的集电极最大电流称为ICM。
三极管无法导通的原因三极管是现代电子技术中常用的一种元件，广泛应用于电子电路中。
但是在使用中，我们有时会遇到三极管无法导通的情况，这给实际应用带来了很大的困扰。
下面，我将分步骤阐述三极管无法导通的原因。
第一步：检查管子本身的质量，包括结构和加工参数等方面。
三极管导通不畅或者完全不导通的情况，首先要排除管子作为元件本身存在质量问题。
通常的做法是通过上位机、万用表、示波器等检测设备，对管子进行检测，检测需要检查的参数有：漏电流、电阻、电容、电感、电压等参数。
如果有参数偏差较大，通常需要进行后续步骤的检查，如果没有偏差，就可以排除管子本身的质量问题。
第二步：检查管子引脚连接问题。
三极管的引脚连接通常有几十根，其中任何一根引线连接不良，都有可能导致管子无法导通。
因此，在检查管子引脚连接时，需要检查的问题包括连接方式是否正确、焊接件是否发生损坏和锈蚀等。
对于焊接件发生损坏和锈蚀等情况，需要及时更换。
第三步：检查元器件周围的电路。
三极管通常是在特定的电路中工作，如果周围其他元器件有工作不正常，也有可能导致三极管无法导通。
在进行检查时，可以采用切换非关键性器件、降低电路额定电压等方法，逐一排除其他元器件是否是导致三极管无法导通的原因。
第四步：检查电源电压。
电源电压也是三极管是否能导通的重要因素。
如果电源电压太低，也有可能导致三极管无法导通。
因此，在进行检查时，需要测量电源电压是否正常，同时，也需要确认电源是否处于正常工作状态，以保证电源电压稳定。
在检查电源电压时，也可以通过增加电源电压或调整电路参数等方法，来解决三极管无法导通的问题。
第五步：检查环境温度。
三极管的工作环境温度也有可能影响元件的导电性能。
一般来说，三极管的工作环境应保持在20°C~25°C的范围内，超出此范围，就有可能导致三极管无法导通。
因此，在进行检查时，需要保持工作环境的温度稳定，也可以通过加散热片等方式来提高三极管的工作温度。
开关电源的失效分析方法一开关电源的失效分析方法一开关电源的外观检查：外观检查主要是分析检查开关电源产品的外观缺陷，外观检查的目的是记录PCB、电子零件和焊点等的物理尺寸、材料、设计、结构和标记，确定外观的破损，检测污染等异常和缺陷，这些问题都是工艺制造或应用中造成的错误、过负载和操作失误的证据，这些信息很可能与失效是相关的。
外观检查通常采用目检，也可以使用1.5~10倍的放大镜或者光学显微镜。
外观检查的作用之一是验证工艺失效的PCB、电子零件和焊点与标准和规范的一致性；外观检查的作用之二是寻找可能导致失效的问题点。
例如，电源适配器、充电器组装成品后放置一段时间外壳有裂缝，则可能是PC/ABS两种原材料树脂的相容性没处理好，容易开裂，或是工艺方面，产品加工过程中，没有很好消除内应力。
外引线之间如果有异物，则异物可能导致引线之间的短路。
PCB表面有机械损伤，则可能导致PCB走线断裂引起开路等。
由于开关电源的失效分析可能要做切片和去封装等破坏性分析工作，外观检查的对象不再存在，因此在进行外观检查时要做详细记录，最好拍些图片。
作为初步检查，在检查外观之前，如果对目标随随便便地进行处理就有可能失去宝贵的信息。
作为外观检查程序的一部分，首先要将其全部信息标记记录下来，即详细记录PCB厂家和电子零件厂家的名称、型号、规格、批次、生产日期等信息。
其次，应特别注意以下几方面内容的检查:1.机械损伤：来自电子零件的引脚、根部和封装密封缝的开裂、划痕、疵点；焊点和PCB表面的机械损伤痕迹。
2.器件密封缺陷：来自电子元器件的引脚与玻璃、陶瓷和塑胶的结合处，以及根部的黏附部位和密封缝。
3.器件引脚镀层缺陷：来自电子元器件表面的镀层不均匀、气泡、针孔和锈斑。
4.PCB表面的污染或黏附物：主要来自PCB板加工过程中。
5.器件的热损伤或电气损伤情况。
6.PCB的分层和爆裂等。
7.PCB表面处理层的异常。
8.焊点有没有发生重熔和开裂、虚焊等。
图１ 开封芯片表面表１ 三极管性能测试数据图２ 焊接不良示意图鱼尾也出现过断线，如图3所示，CT扫描发现管脚鱼尾不良，出现断点。
断点处与焊盘有轻微接触，导致故障不稳定，在使用中长期通电出现开路。
图３ 鱼尾断线ＣＴ扫描图如图4所示，底板不平，底板四周出现高度差，导图４ 鱼尾断线示意图鱼尾断线的不良原因为底板有硅碎，或在拆卸重新安装后未做水平高度差检测，导致底板不平，劈刀切线时，管脚呈悬空状态，管脚上下摆动，拉扯铜线，最终导致鱼尾断线。
１．１．４ 虚焊故障模拟验证制作一颗硅碎，如图5所示，大概整颗芯片的1/3大小放在底板对应的基岛位置下面，将已上芯的产品拉到底板下，开始焊接，共计实验5颗。
当焊接到此颗芯图５ 焊接故障模拟图综合以上分析，确认此次不良的根本原因为生产期间偶然有硅碎随着机器的振动移动到底板下，造成基岛不平，铜线焊接时焊接能量损失，导致产品焊球焊接不图６ Ｘ光透视图图８ 塌丝故障分析鱼骨图３．２．２ 出料盒改善焊线机料盒出料口处加装挡块，具体见图9，防止机器振动使框架从料盒振出压塌已焊线产品造成塌线。
图９ 增加挡板３．２．３ 包封台优化改善针对包封工序人为调整料片方法不规范，造成产品塌线的现象，将原来的凸台设计改为凹台设计，见图10，在四周增加挡边定位，防止料片移动，无需手动对料片位置进行调整，避免人为调整料片造成塌线。
图１０ 料片定位改为凹台３．２．４ 检验方法优化针对产品检验时易受干扰导致塌线的情况更改检验方法，见图11，由之前取下料片在放大镜下检查改为在设备显示器上检查焊球和鱼尾，用设备显微镜检查线弧形状，减少人为干涉产品，预防塌丝。
QC检验频率：图１１ 显微镜检查３．２．５ 人为调整专项打包针对产品包封前受人为干扰产品存在塌线风险的可能，将焊线工序、包封工位所有人为干预过的料片统一装入蓝色料盒，包封后再对其进行X-ray全检确认，将异常品剔除。
4 失效整改总结及意义三极管失效是厂家本身产品生产过程及筛选不良导致实际应用中出现故障。
三极管静电的失效分析
三极管静电失效一般是指三极管受到静电放电而发生损坏。
常见的原因包括：
1. 不当的手工操作：比如未接地处理，手部带有静电等。
2. 人为原因：比如未正确使用ESD保护器件等。
3. 应力环境下的电子组件：比如在过度压力或过度弯曲的环境下使用三极管，容易产生静电放电导致失效。
4. 电路设计问题：比如设计不当，没有考虑到三极管的静电失效问题，或未充分使用静电保护电路等。
静电失效对三极管的损坏方式多种多样，包括栅、源、漏极等电路损坏，以及可能导致三极管永久性损坏等。
为了避免三极管静电失效，可以采取以下措施：
1. 使用ESD保护器件或其他静电保护措施，减少静电放电的影响。
2. 对于手动操作，应注意接地处理，尽量避免手部带有静电。
3. 在电路设计时，应合理使用静电保护措施。
4. 对于容易受到应力环境的三极管电路，应注意避免过度应力造成的损坏。
三极管工作原理的故障现象
三极管的工作原理是通过控制基极的电流，来控制集电极和发射极之间的电流。
当输入信号适当时，三极管会在正常工作区工作，输出信号符合预期。
然而，当三极管出现故障时，可能会出现以下现象：
1. 短路：如果集电极和发射极之间出现短路，那么电流会绕过三极管，导致无法正常工作，并且电路可能会过载。
2. 开路：如果基极和发射极之间出现开路，那么基极电流无法流过，导致无法控制三极管的工作状态，输出信号可能会丧失。
3. 偏置电压变化：三极管的工作状态受到偏置电压的影响，如果偏置电压发生变化，可能会导致三极管的工作条件发生改变，从而影响输出信号的稳定性。
4. 噪音增加：当三极管受到干扰时，可能会引入噪音，导致输出信号中出现额外的杂波。
5. 正常放大功能丧失：如果三极管的放大功能受损，那么它将无法将输入信号放大到预期的程度，输出信号将失真或变弱。
这些故障现象可能会导致整个电路的不稳定性和功能受损。
如果发现三极管出现
故障，通常需要更换受损的三极管来修复问题。
半导体三极管的损坏[摘 要]三极管的损坏, 主要是指其PN结的损坏。
按照三极管工作状态的不同, 造成三极管损坏的具体情况是: 工作于正向偏置的PN 结, 一般为过流损坏, 不会发生击穿; 而工作于反向偏置的PN 结, 当反偏电压过高时, 将会使PN 结因过压而击穿。
[关键词]三极管; 击穿; 偏置NPN型三极管I CI E半导体三极管在工作时，电压过高、电流过大都会令其损坏。
在课堂上我们了解到，其实三极管被击穿还不至于到损坏，但其击穿后功率过大、温度过高会令三极管烧坏。
下面，我们将对每一种可能的情况进行探讨、浅析。
从半导体三极管的内部结构来看, 它相当于两个背靠背的PN 结(即发射结和集电结)。
这两个PN结, 对于PN P 型三极管来讲, 相当于两只负极在一起的二极管, 如图1 所示; 对于N PN 型三极管来讲, 相当于两只正极在一起的二极管, 如图2 所示。
SJTU图1PN P 型三相管图2N PN 型三相管而其实三极管的损坏，一般是由于二极管的PN结损坏构成的。
在不同的工作状态下, 发生损坏的情况与这两个PN 结的偏置情况有关。
总的来讲, 工作于正向偏置的PN 结, 当通过的电流过大时, 将会使它的功率损耗过大而烧坏, 但由于正向偏置的PN 结两端电压很低(锗PN 结约为0. 2V 左右, 硅PN结约为0. 7V 左右) , 故此时不会使PN 结发生击穿; 而工作于反向偏置的PN 结, 当反偏电压过高时, 将会使PN 结击穿, 如击穿后又未限制流过它的反向击穿电流, 将会使击穿成为永久性的、不可逆的击穿, 从而造成其彻底损坏。
在这里，我们先介绍一下三极管的各种参数:主要了解三极管的3个极限参数：Icm、BVceo、Pcm即可满足95%以上的使用需要。
1. Icm是集电极最大允许电流。
三极管工作时当它的集电极电流超过一定数值时，它的电流放大系数β将下降。
为此规定三极管的电流放大系数β变化不超过允许值时的集电极最大电流称为ICM。
开关电源常见故障的分析及维修（论文）开关电源常见故障的分析及维修(论文）摘要：本文主要是针对脉冲宽度调制（PWM）式开关电源常见故障进行分析和维修的。
这类开关电源因其节能，环保，性价比高等优点，很快占领了市场，被广泛的应用于我们的生活中和各行各业中。
但这种开关电源的线路复杂，维修不便，给我们的日常生活和生产带来诸多不便。
因此本文就从这些角度出发，通过分析故障产生的原因以及如何排除故障，进行详细的阐述，希望对我们的日常生活和生产有所帮助。
关键词：开关电源高频变压器 UC3842 PWM前言目前，开关电源已逐渐进入我们的日常生活和生产中，它以节能，环保，性价比高等优点，很快取代了以往传统的那种既笨重效率又低的“线性电源”，很快被人们所接受。
这类开关电源主要是以美国Unitorde公司生产的一种性能优良的电流控制型脉宽调制芯片UC3842（KA3842）为主控芯片，IGBT（绝缘栅双极场效应晶体管）为“开”“关”器件，配合LM324（四运放）或LM358（双运放）及光电耦合器（PC817）作为输出负载反馈器件，以及TL431（高精密并联稳压器），高频变压器为主要元件所组成的脉冲宽度调制（PulseWidthModulation,缩写为PWM）式开关电源。
本文就针对此类开关电源进行详细的阐述其原理，常见故障分析以及维修方法。
开关电源的概述及工作原理1.1开关电源的概述开关电源是一种电源转换电路，一般是将交流电（AC）转换成不同电压的直流电（DC），且电压非常平稳。
因开关电源中的开关管（IGBT）总是工作在“开”和“关”的工作状态，所以叫开关电源。
它与传统的线性电源相比无论是在工作程式上还是在各方面的性能上都有了质的飞跃。
传统的线性电源工作程式一般可归纳为：变压器降压，二极管桥式整流，大容量电解电容滤波，稳压电路或专用稳压IC稳压。
而开关电源则不同，它的工作程式一般可归纳为：高压大电流二极管桥式整流，大容量电解电容滤波，中间控制高频变换环节，整流，滤波，稳压及反馈环节，保护环节等。
开关电源中MOSFET失效案例分析开关电源是一种非常常见的电源供电方式，其中MOSFET是该电路中主要的关键元件之一、然而，由于各种原因，MOSFET可能会失效，导致电源无法正常工作。
本文将分析几个MOSFET失效的案例，并探讨其原因和解决方法。
首先，一个常见的MOSFET失效案例是通道过电流故障。
MOSFET的通道是电流从源极到漏极流过的区域，如果电流过大，会导致MOSFET损坏。
这种故障可能由于过载或短路引起。
例如，当电源输出短路时，电流会迅速上升，超出MOSFET的额定值。
此时，MOSFET通道会被过载，并且可能过热，从而导致失效。
解决这个问题的方法是使用过流保护电路或外部限流器。
第二个案例是MOSFET的栅极源极击穿。
MOSFET的栅极和源极之间有一个绝缘的氧化层来隔离两者。
然而，如果栅极与源极之间有过高的电压差，绝缘层可能会被击穿，导致失效。
这种情况可能由于过压或静电放电引起。
例如，当电源输入电压超出MOSFET的耐压范围时，高电压可能会导致击穿。
为了解决这个问题，可以使用过压保护电路或者静电保护电路来保护MOSFET。
第三个案例是热失效。
MOSFET工作时会产生一定的热量，但在设计和应用中必须保持温度在安全范围内。
如果MOSFET过热，可能会导致内部连接线或元件结构受损，从而失效。
过热可能由于过载、环境温度过高或散热不良等原因引起。
为了解决这个问题，可以采用散热效果良好的散热器或风扇来降低MOSFET的温度。
此外，确保电源设计能够适应负载，防止过载也非常重要。
另一个常见的MOSFET失效案例是击穿故障。
击穿是指在MOSFET工作时，耐压不足以阻止电流通过的情况。
这可能由于氧化层质量不好或外部电压过高引起。
解决这个问题的方法是使用耐压更高的MOSFET或者增强氧化层质量。
最后一个案例是压降失效。
MOSFET在导通状态下，源极和漏极之间会有一定的压降。
当压降超过MOSFET的耐受范围时，可能会导致MOSFET无法正常工作。
电子电路中常见的三极管故障排查与修复在电子设备中，三极管是一种常用的电子元件，其作用是放大和控制电流。
然而，由于长时间使用或操作不当等原因，三极管有可能发生故障。
本文将详细介绍电子电路中常见的三极管故障，并提供排查和修复的方法。
一、三极管故障的表现1. 开路故障：当三极管出现开路故障时，其两个PN结之间会出现断开的情况。
这种情况下，电路中的电流不能正常通过三极管，导致出现断路现象。
常见表现是相关电路不能工作，电流无法流通。
2. 短路故障：与开路故障相反，短路故障指的是三极管两个PN结之间出现短路现象。
此时，电流会直接流过三极管，导致电路异常工作或者烧坏其他元件。
3. 正常工作但增益下降：有时候三极管会出现正常工作的情况，但其放大倍数却明显下降。
这种情况常表现为信号较弱或失真，造成音频和视频设备的质量下降。
二、三极管故障排查方法在电子电路中，正确排查三极管故障可以快速找到故障点并进行修复。
以下是常用的三极管故障排查方法：1. 电路分析法：根据电路图，分析故障点，找到与故障相关的三极管。
2. 观察法：通过肉眼观察三极管，观察是否有黑烟、变形、脱落等异常情况，若有则很可能是故障点。
3. 测试法：使用万用表或者测试仪器测量三极管的导通情况。
检查集电极、发射极和基极之间的电阻值是否正常。
4. 替换法：若无法通过测试判断故障点，可以尝试将可能存在问题的三极管替换为一个工作正常的三极管，并观察电路是否恢复正常。
三、三极管故障的修复方法一旦确定了故障点是三极管，可以尝试修复以下常见的三极管故障问题：1. 更换三极管：如果经过排查确认三极管发生了故障，最简单的修复方法是更换三极管。
选择适合的三极管型号，并根据电路图正确安装。
2. 清洁接触点：有时候三极管出现故障是由于接触点污秽或松动引起的。
在更换三极管之前，可以尝试用清洁溶剂擦拭或重新插拔三极管，以确保良好的接触。
3. 焊接故障修复：三极管与电路板之间的焊接可能会出现问题，导致故障。
mosfet失效特征MOSFET失效特征摘要：MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）是一种常用的功率开关器件，广泛应用于电子设备和电路中。
然而，由于各种原因，MOSFET可能会出现失效。
本文将介绍MOSFET失效的一些常见特征，帮助读者更好地理解和诊断MOSFET故障。
引言：MOSFET是一种基于场效应原理工作的晶体管，拥有快速开关速度、低功耗和高电压承受能力等优点，因此被广泛应用于电子设备和电路中。
然而，由于各种原因，MOSFET也会出现失效，导致设备故障或性能下降。
因此，了解MOSFET失效特征对于工程师来说非常重要。
一、短路故障MOSFET的短路故障是指MOSFET的源极和漏极之间出现了低电阻的短路状态。
这种故障往往会导致设备过热甚至烧毁。
短路故障可能是由于MOSFET内部结构损坏、击穿或电压过高等原因引起的。
当设备出现短路故障时，电流会大幅度增加，导致设备过载。
二、开路故障MOSFET的开路故障是指MOSFET的源极和漏极之间出现了高电阻或完全开路状态。
这种故障会导致设备无法正常工作，电流无法流过。
开路故障可能是由于MOSFET内部结构损坏、击穿或电压过高等原因引起的。
当设备出现开路故障时，电流无法通过，设备无法正常工作。
三、漏电流增加MOSFET的漏电流是指在关闭状态下，从漏极到源极的电流。
当MOSFET失效时，漏电流会显著增加。
漏电流增加可能是由于MOSFET的栅极和漏极之间出现了漏电流路径，或者是由于MOSFET内部结构损坏导致的。
漏电流增加会导致设备功耗增加、发热加剧，甚至可能引起其他电路的故障。
四、开关速度下降MOSFET的开关速度是指MOSFET从导通到截止或从截止到导通的转换时间。
当MOSFET失效时，开关速度可能会下降。
开关速度下降可能是由于MOSFET内部结构损坏、电容效应增加或电压过高等原因引起的。
开关速度下降会导致设备响应速度变慢，从而影响整个电路的性能。
开关三极管主要失效分析
1、先介绍下耗散功率，三极管工作时，由于电流热效应，会消耗一定的功率，这就是耗散功率。
耗散功率主要由集电极耗散功率组成：PT≈VceIc即PT≈PCM，下面分析开关三极管失效的几种情况：
1）由于三极管的工作电流受温度的影响很大，因此当三极管工作时，耗散功率转化为热，使集电结结温升高，集电结结电流进一步加大，会造成恶性循环使三极管烧毁。
这种情况叫热击穿。
使三极管不发生热击穿的最高工作温度定义为最高结温。
2）当三极管未达到最高结温时，或者未超过最大耗散功率时，由于材料的缺陷和工艺的不均匀性，以及结构原因造成的发射区电流加紧效应，使得三极管的工作电流分布不均匀。
当电流分布集中在某一点时，该点的功耗增加，引起局部温度增高，温度的增高反过来又使得该处的电流进一步增大，从而形成“过热点”，其温度若超过金属电极与半导体的共熔点，造成三极管烧毁。
另一方面，局部的温升和大电流密度会引起局部的雪崩（击穿），此时的局部大电流能使三极管烧通，使击穿电压急剧降低，电流上升，最后导致三极管烧毁。
这种情况就是所谓的二次击穿。
二次击穿是功率开关管失效的重要原因,三极管二次击穿的特性曲线如图6所示。
为保证三极管正常工作，提出了安全工作区SOA的概念。
SOA示意图如图案所示,它由集电极最大电流Icm线、击穿电压BVceo线、集电极最大耗散功率Pcm 线和二次击穿功耗Psb线组成。
由于使用时工作电流和最大电压的设计都不会超过三极管的额定值，因此，正常情况下，集电极耗散功率和二次击穿特性就是造成三极管失效烧毁的主要因素
2、既然分析了开关三极管的失效主要因素，那么下面再讨论一下怎么减少失效。
很明显降低三极管的失效重要的是要尽量降低三极管工作时的功率、改善二次击穿特性，这两者其实是相关的。
由二次击穿的发生机理可知，温度上升，导致三极管HFE增大，开关性能变差，二次击穿特性变差（更容易发生二次击穿）；温度的升高，也使得三极管的实际耗散功率参数变差，三极管的安全工作区变小了。
反过来，由于三极管的耗散功率主要和三极管的热阻有关，耗散功率小，实际上也就是其所能承受的电流电压低，散热性能差，同样也影响到了二次击穿特性。
因此，防止工作时三极管温升过高、提高三极管的耗散功率，是提高三极管质量的最有效办法。
1）热阻三极管工作中，当PN结温度超过允许最高结温时，三极管消耗的功率就是三极管的集电极最大耗散功率。
由于一定材料的最高结温是一定的，因此，提高三极管的散热性能，就是提高三极管的耗散功率，同时，散热性能好，管子的温升就低，也降低了二次击穿的可能性，这是提高二次击穿特性的重要因素。
热阻作为大功率管的一个重要参数，代表了三极管的散热能力。
热阻与耗散功率的关系为：Pcm=(Tjm－Ta)/RT其中Tjm为最高结温，Ta为环境温度，RT为热阻。
可见，当最高结温和环境温度一定时，耗散功率的大小取决于热阻的大小。
在开关电源中作开关的三极管，应选用热阻尽可能低的管子。
除了三极管芯片本身之外，后工序装配的材料、工艺和质量对热阻的影响也非常大。
2）开关参数三极管工作于饱和和截止状态，因此三极管的开关参数对其工作情况有重大的影响。
三极管的开关参数有4个：延迟时间td、上升时间tr、储存时间ts和下降时间tf,如图8所示的开关波形图.管子由截止到饱和时，过渡时间受延迟时间和上升时间的影响，由饱和到截止时，过渡时间受存储时间和下降时间的影响。
三极管在不同工作状态时消耗的功率为：
1. 截止时：P=Vce•Iceo饱和时：P=Vces•Ic由于三极管的反向漏电流Iceo和饱和压降Vces 都很低，因此，饱和和截止时，三极管的消耗功率并不大，但在两种状态的转换过程中，三极管有一部分时间工作于放大区，此时的电流电压均较大，处于放大区的时间越长，从而消耗功率也越大，温度也就升高越多。
影响三极管处于放大区的开关参数主要是上升时间和下降时间。
因此，应选用上升时间和下降时间尽可能短的三极管。
3）高温漏电流在上面的说明中，我们知道三极管工作在截止状态时的功耗主要由反向漏电流Iceo 决定。
常温下，Iceo一般很小，因此，三极管的截止功率并不大，但当工作后温度升高后，Iceo 变大，则其消耗功率也变大，直至影响到正常的工作。
另一方面，反向漏电流的增大使得PN结击穿特性变软，也使三极管变得易于烧毁。
因此，高温漏电流也是影响管子质量的重要参数。
硅三极管的ce反向漏电为：
Iceo=（1＋β）Icbo≈（1＋β）A e×Ni×XMG/2τ其随温度的变化主要与材料和工艺有关。
4)其它功率开关三极管的其他参数，也与其使用有关。
hFE也是经常考虑的因素之一。
其对管子质量的影响，也体现在对开关时间的影响，其重要性相对没有开关参数影响那么大。
除此之外，ICM和BVCEO也是常常考虑的因素。
