Dans le monde de l'ingénierie électrique, il faut savoir que les chiffres peuvent mentir. Cela est tout spécialement vrai lorsqu'on s'intéresse aux MOSFET.
La première page d'une fiche technique est très célèbre pour cela car souvent les fabricants piochent des valeurs dans les paramètres de tests spécifiques afin de rivaliser avec leurs concurrents. Les paramètres publiés nous aident à comprendre les bases de la pièce que nous examinons, mais il est rare qu'ils nous aident réellement à prendre une décision finale sur la pièce à utiliser. Pour mieux comprendre les pièces et faire le meilleur choix pour le système que vous êtes en train de créer, il faut aller explorer la fiche technique en profondeur.
Lorsque vous triez les données de paramètres, vous pouvez finir avec 5 ou 10 pièces différentes qui semblent toutes répondre aux besoins de votre système. Toutes les pièces semblent équivalentes en termes de capacités, comment pouvez-vous donc prendre la bonne décision d'achat ? C'est là que le monde de la zone de fonctionnement sûr (SOA) entre en jeu. Toutes les pièces que vous examinez peuvent avoir les mêmes caractéristiques de tension et de courant mais lorsque vous explorez en profondeur la fiche technique, vous notez des différences significatives dans leurs performances. J'ai spécifiquement choisi la SOA pour cet article mais vous trouverez bien plus d'informations dans la fiche technique pour vous aider à choisir la bonne pièce, par exemple comment la résistance Rds (on) peut changer suivant la température ou comment vous devez piloter la pièce pour avoir une tension et un courant déterminés.
En quoi consiste la SOA ? La SOA est la zone définie par la tension et le courant qui vous indique le temps pendant lequel la pièce peut résister lors d'une utilisation sous certaines conditions sans subir de dommage. La SOA se base sur une combinaison de facteurs comme le type de substrat ou comment le format peut dissiper la chaleur produite. Pour beaucoup de MOSFET, il est extrêmement rare d'en trouver un qui résiste en même temps à la tension et au courant maximum répertoriés dans la fiche technique pendant plus d'une microseconde. Et souvent, même une microseconde c'est très généreux. Généralement, une pièce va tomber en panne rapidement lorsqu'elle est utilisée aux limites de sa plage de fonctionnement, ce qui est utile uniquement lors de sursauts. Il existe également un sursaut ou un courant de crête auquel la pièce peut résister mais il est différent d'un sursaut de fonctionnement car il se rapporte à la SOA.
Je veux me focaliser aujourd'hui sur deux pièces différentes. Les deux pièces sont des MOSFET 650 volts 32 ampères. Conformément à leurs fiches techniques, ces deux pièces devraient être adaptées aux mêmes systèmes. Si nous regardons les graphiques SOA pour le même type de format et la même note pour 100 volts, nous pouvons voir combien de temps ils résistent si nous faisons passer un courant de 10 ampères. Pour la pièce de gauche (STI40N65M2 de STMicroelectronics), si vous suivez le graphique, vous trouverez qu'elle est conçue pour résister à un peu moins d'une milliseconde. Si vous regardez la pièce de droite (IPP60R099P6XKSA1 d'Infineon), dans les mêmes conditions, vous trouverez qu'elle peut résister pendant 10 millisecondes. Ces deux pièces ont les mêmes spécifications sur la première page de leurs fiches techniques, mais vous pouvez constater que la pièce de droite résiste beaucoup mieux aux cas d'utilisation aux limites que la pièce de gauche. Elle est aussi moins chère de 0,10 USD. Cela s'avère payant de regarder les statistiques plus en profondeur.
Le choix des pièces est important, n'ayez donc pas peur de regarder de plus près les fiches techniques pour être sûr d'avoir la pièce la plus adaptée à votre système. Aller plus loin que la première page peut faire toute la différence.