Nel mondo dell'ingegneria elettronica è importante realizzare che i numeri possono mentire. Ciò è particolarmente vero quando si considerano i MOSFET.
È noto per la prima pagina di una scheda dati perché i produttori spesso fanno una cernita dei valori per specifici parametri di test per reggere bene la concorrenza. I parametri pubblicati consentono di comprendere i fondamenti della parte che stiamo considerando ma è raro che aiutino realmente a prendere la decisione finale su quale parti dobbiamo utilizzare. Per comprendere meglio le parti e fare la scelta migliore, quando si tratta del sistema che si sta creando, vale la pena approfondire meglio i dettagli della scheda dati.
Quando si consultano i dati del parametro si potrebbe finire per avere 5 o 10 diverse parti che sembrano tutte soddisfare le esigenze del sistema. Tutte le parti sembrano uguali, per quanto riguarda le funzioni, quindi come si può prendere la giusta decisione d'acquisto? Ed è qui che diventa importante il mondo dell'area operativa sicura (SOA). Per tutte le parti che si considerano possono essere dichiarate le stesse caratteristiche di tensione e amperaggio ma, quando si approfondisce meglio la scheda dati, si possono notare differenze significative nelle loro prestazioni. Ho scelto le caratteristiche SOA in modo specifico per questo articolo, ma nella scheda dati si possono trovare molte più informazioni che aiutano nella scelta della parte giusta, come di quanto gli Rds(on) possono cambiare con la temperatura o quanto duramente si deve inserire la parte per uno specifico set di uscite di corrente e tensione.
Cos'è l'area operativa sicura? La SOA è una zona definita dalla tensione e dall'amperaggio che dice quanto una parte può restare in funzione in determinate condizioni senza danneggiarsi. La SOA si basa su una combinazione di fattori, dal tipo di substrato a quanto bene la specifica confezione può dissipare il calore creato. Per molti MOSFET è incredibilmente raro trovarne uno che resista ai valori di tensione e amperaggio massimi elencati nella scheda dati contemporaneamente per più di un microsecondo. E un microsecondo è persino tanto. Di solito una parte si guasta rapidamente al limite superiore del suo range d'esercizio, dove è utile solo in sforzi intensi. Esiste inoltre una corrente di esplosione o di picco alla quale una parte può resistere ma questa è diversa dall'esplosione di funzionamento in quanto fa parte della SOA.
Oggi desidero analizzare in modo specifico due diverse parti. Entrambe le parti sono MOSFET da 650 volt e 32 amp. Secondo le loro schede dati, queste parti devono essere entrambe adeguate per lo stesso sistema. Se consideriamo i grafici della SOA per lo stesso tipo di confezione e alla stessa classificazione di 100 volt, possiamo vedere quanto a lungo resistono se vi facciamo passare 10 amp. Per la parte a sinistra (STI40N65M2 di STMicroelectronics), se si segue il grafico, si vede che è concepita per resistere per un po' meno di un millisecondo. Se si guarda la parte sulla destra (IPP60R099P6XKSA1 di Infineon), esattamente nelle stesse condizioni, si vede che può resistere 10 millisecondi. Entrambe hanno le stesse specifiche sulla prima pagina della loro scheda dati, ma si può vedere che la parte a destra resiste in caso di scenari al limite molto meglio di quella a sinistra. Ed è inoltre più conveniente di 0,10 $. Conviene indagare i dati statistici.
La scelta della parte è importante, quindi non bisogna aver paura di approfondire la scheda dati per accertarsi di prendere quella giusta per il proprio sistema. Andare oltre la prima pagina può davvero fare la differenza.