Ausfallmechanismen von Halbleitern

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo zusammen!

Ich bin gerade auf Fehlersuche. Genau genommen habe ich schon zwei Fehler gefunden, die Frage ist nur, woher sie rühren.

Im Prinzip handelt es sich um einen einfachen asynchronen Abwärtswandler mit einem Gleichstrommotor als Last. Ein IRFR2905Z als Schalttransistor und eine Freilaufdiode SK26.

Der Transistor hat leitende Verbindung zwischen Gate und Drain. Zwischen Drain und Spource messe ich ca. 8 kOhm in der Schaltung (ein baugleiches Gerät ohne Defekt hat 12 kOhm).

Die Diode hat in beiden Richtungen 0 Ohm.

Ich wüsste nun gerne, was zuerst kaputt gegangen ist und warum.

Leider hat Google zum Thema „Ausfallmechanismen von Halbleitern“ außer einem dicken Buch über Leistungshalbleiter nichts Brauchbares ausgespuckt. Habt Ihr entsprechende Infos oder Faustregeln a la „Bei Überstrom wird eine Diode leitend“?

Danke!

Gruß,
Arndt

#2

Die Diode hat in beiden Richtungen 0 Ohm.

Faustregeln a la „Bei Überstrom wird eine Diode leitend“?

Ich weiß nur, dass es zwei Fehlerarten gibt: Nämlich dass ein Halbleiter durchgängig wir (wie deine Diode) oder dass er in beide Richtungen sperrt.

#3

Hallo.

Sehr wahrscheinlich ist zuerst die Diode ausfallen und deren dann zu hoher Sperrstrom hat den Transistor zerstört. Die Diode übernimmt ja nur den Abschaltstrom der Last, der zuvor geflossen ist. Die Spannungsbelastung kann nicht größer als die Versorgungsspannung werden. Es ist deshalb anzunehmen, dass die Diode „zufällig“ ausgefallen ist. Der Ausfall des Transistors ist dann unabwendbar, weil die Last praktisch kurzgeschlossen ist.

Fazit: Neue Bauteile einsetzen und hoffen, dass es nicht mehr so bald passiert.

Gruß

#4

Hallo,

Ich wüsste nun gerne, was zuerst kaputt gegangen ist und
warum.

Was passiert, mit dem FET, wenn die Diode einen Kurzschluss hat? Andersrum: was passiert mit der Diode, wenn der FET dauerhaft durchlässt?

Ich weiß leider nicht, wie die Schaltung der beiden Bauteile aussieht, deshalb kann ich da nur raten. Und dann rate ich: die Diode (parallel zum Motor) ist kaputt gegangen, weil sie für diesen Motor leicht unterdimensioniert ist und zu heiß wurde. Und als Kurzschluss hat sie den FET mit in den Abgrund gerissen.
Gruß
loderunner

#5

Tach Arndt Brodowski!

Erstmal noch ein kleiner Tipp: Bei Halbleitern ist man meistens besser dran, wenn man anhand von Diffusionsspannungen argumentiert. Ein MOSFET hält normalerweise überall dicht und hat nur von source nach drain eine Diode. Wenn diese Parameter alle stimmen ist der FET meistens iO.

Loderunner und Helmut haben eine sehr realistische Analyse gestellt. Wenn man davon ausgeht, dass der Defekt nicht von außen verursacht wurde und die Diode hin ist, dann muss sie auch Auslöser des Defekts gewesen sein. Ein geschossener FET würde die Freilaufdiode nicht stören.

Was ich mir allerdings auch vorstellen könnte ist, dass die Schaltung verpolt wurde. Dann würde die Bodydiode im FET und die Freilaufdiode die Versorgung kurzschließen. Je nach Leistungsverhältnis würden sie das wohl nicht allzulange aushalten.

Thor