potencia

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL – F.R.C
ALUMNOS

ELECTRONICA DE POTENCIA

AÑO

CURSO

HOJA N°

2004

5R2

1

T.P. Nº 3 :

Driver de base y compuerta del transistor
Integrantes del grupo:

Curso : 5R2

Introducción
En los transistores de potencia se tienen en cuenta, a la hora del diseño de un circuito, las curvas que
definen las áreas de operación segura tanto enpolarización directa (FBSOA) como en polarización inversa o
pasaje al bloqueo (RBSOA), o área de operación segura de conmutación (SSOA).
Las hojas de datos nos proveen información en los distintos modos de operación del transistor, tanto para
un transistor BJT, o un MOSFET, o un IGBT
Transistor MOSFET/IGBT:
Existen dos áreas de operación segura:
1. FBSOA (Forward Biased Safe Operating Area) : áreasegura de operación en polarización directa.
2. SSOA (Switching Safe Operating Area) : área de operación segura en conmutación.
FBSOA (Forward Biased Safe Operating Area) : Area segura de operación en polarización directa.
Define las condiciones máximas de tensión y corriente en drenador que el dispositivo puede soportar
cuando se lo pasa del estado “off” al “on”.
Existen cuatro límites enla curva FBSOA:
1)
La tensión promedio drenador-fuente es normalmente el límite más importante. Superando éste
valor, el dispositivo sufrirá daños irreversibles.
2)
El segundo límite lo fija la máxima corriente de drenador en función del ancho del pulso.
3)
El tercer límite está fijado por la resistencia drenador-surtidor, y se puede observar en la figura 1
como la manifestación de la leyde Ohm.
4)
Finalmente, el cuarto límite lo fija la capacidad de disipación del encapsulado.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL – F.R.C
ALUMNOS

ELECTRONICA DE POTENCIA

AÑO

CURSO

HOJA N°

2004

5R2

2

SSOA ( Switching Safe Operating Area ) :
Área de operación segura en conmutación: Define las limitaciones del MOSFET durante las transiciones de
conmutación.
Como se muestraen la figura 2, la curva de SSOA del MOSFET, da el máximo valor de ID y VDS admisibles
en tiempos de conmutación menores que 1 S.
Los MOSFET´s de potencia son conmutadores de alta velocidad y en estos pueden inducirse esfuerzos
que no son típicos en otros dispositivos más lentos.
A menudo los circuitos de compuerta se diseñan para obtener altas velocidades de conmutación.
Los nuevosdispositivos son lo suficientemente robustos como para resistir transitorios de sobre tensión y
además tienen suficiente capacidad como para soportar la corriente de avalancha. (Este es el caso de los
TMOS IV y V, HEXFET III, etc.).
Otro punto a tener en cuenta son los tiempos de conmutación, dado que en las hojas de datos son
medidos en condiciones standard, para poder ser comparados con otrostransistores.
En la práctica éstos valores están supeditados principalmente a las condiciones del driver de base y del
tipo de carga.
Los tiempos de conmutación son indispensables para el cálculo de las pérdidas dinámicas o de
conmutación.
Tiempo de retardo (td): Se toma el tiempo que va desde que se satura el transistor hasta el instante en
que la corriente de colector (o drenador) llega a un10% de su valor final.
Tiempo de subida (tr): Se toma entre el instante en que la corriente de colector (o drenador) pasa de un
10% de su valor final al instante en que llega a un 90% del mismo valor.
Tiempo de saturación (tON): Está definido como el intervalo de tiempo desde el crecimiento instantáneo
de la corriente de base (o tensión de compuerta) hasta el crecimiento del 90% de la corrientede colector (o
drenador). En la práctica tON es aproximadamente tr.
Tiempo de almacenamiento y de caída (tS,tF): Cuando se bloquea el transistor bipolar, comienza el
cambio de corriente de base de la polarización directa a la inversa hasta que cae la corriente de colector. El
tiempo de almacenamiento es el que se mide desde el instante en que se ordena el apagado del transistor
hasta que la...