低壓和便攜式應用需要軌到軌 I/O 運算放大器來獲得動態(tài)范圍和最大輸出信號擺幅。這些運算放大器接受兩個電源軌 200 mV 范圍內的輸入電壓,其輸出電壓擺幅在電源軌 50 mV 范圍內。軌到軌 I/O 運算放大器會引入獨特的錯誤,了解這些錯誤有助于最大限度地減少它們并優(yōu)化性能。
半導體數據表在過去幾年中發(fā)生了很大變化,包括從 10 頁增長到 100 頁。問題是數據表包含幾乎太多的數據,忙碌的工程師沒有足夠的時間來關注所有這些信息。這種情況要求設計工程師快速評估數據表信息,以下策略可以幫助工程師在最短的時間內達到要點。
仔細研究文檔表 1和表2 中的電氣特性,因為設計數據來自它們。表格注釋指定了測試溫度和電源電壓。它們包括注釋,“除非另有說明”,以確保個別測試條件取代一般注釋。測試溫度通常是 IC 周圍自由空氣的溫度,通常為 25°C,但功率 IC 通常將測試溫度指定為外殼溫度。
參數曲線是確定一個參數如何與另一個參數、溫度、頻率或電源變化相互作用的有價值的工具。顯示了 TLV278X 運算放大器的 CMRR 與頻率曲線。
多年來,用戶要求更可靠的電子設備。與此同時,電子設備變得越來越復雜。這兩個因素的結合強調了確保長期無故障運行的必要性。故障分析可以提供對故障機制和原因的寶貴見解,進而改進組件和產品的設計,從而有助于提高電子系統(tǒng)的可靠性。
半導體設備應在設備制造商規(guī)定的電壓、電流和功率限制范圍內運行。這些限制適用于設備的電源和 I/O 連接。當設備在此“安全工作區(qū)”(SOA) 之外運行時,電氣過應力 (EOS) 會導致內部電壓擊穿,進而導致內部損壞,從而毀壞設備。如果 EOS 產生更高的電流,則設備也會過熱,從而導致故障原因增加熱過應力。增加的熱應力導致二次模式故障,之所以命名是因為熱應力來自主 EOS。
隨著世界對數據的需求增長看似失控,一個真正的問題出現在必須處理這種流量的數據通信系統(tǒng)中。充滿通信處理和存儲處理的數據中心和基站已經將其電力基礎設施、冷卻和能源存儲擴展到了極限。然而,隨著數據流量的持續(xù)增長,安裝了更高密度的通信和數據處理板,從而消耗更多功率。2012 年,網絡和數據中心的通信耗電量占 ICT 行業(yè)總耗電量的 35%。到 2017 年,網絡和數據中心將使用 50% 的電力,并將繼續(xù)增長。
使用熱插拔控制器進行設計時,可能會出現很多問題。例如,熱插拔可能會在意外的電流值下跳閘,或者電流監(jiān)視器可能會報告不準確的測量值。因此,依賴熱插拔保護的系統(tǒng)的完整性現在可能會受到威脅。通過使用四個焊盤優(yōu)化檢測電阻器布局有助于避免故障并創(chuàng)建穩(wěn)健的熱插拔設計。
隨著硅接近其物理極限,電子制造商正在轉向非傳統(tǒng)的半導體材料,尤其是寬帶隙(WBG)半導體,例如碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等。因為寬帶隙材料具有相對寬的帶隙(與常用的硅相比),所以寬帶隙器件可以在高電壓,高溫和高頻率下工作。寬帶隙器件可以提高能效和延長電池壽命,這有助于推動寬帶隙半導體的市場。
我們中的許多人都熟悉低功率直流電機,因為我們在日常生活中隨處可見它們。我們可能看不到所有更大的交流工業(yè)電機在幕后工作,以自動化我們的汽車組裝或提升我們每天乘坐的電梯。這些大功率電機由具有不同要求和更高電流的電子設備驅動。在本文的第 1 部分中,我們將討論用于控制三相交流電機大電流的絕緣柵雙極晶體管 (IGBT)的理論和要求。在第 2 部分中,我們將討論隔離要求和正確計算 IGBT 驅動功率量。
在本系列的第 1 部分中,我們討論了如何正確選擇 IGBT 的控制電壓。這一次,您將了解有關隔離要求以及如何計算正確的IGBT 驅動功率的更多信息。 IGBT驅動電路的設計包括上下橋絕緣水平的選擇、驅動電壓水平的確定、驅動芯片驅動功率的確定、短路保護電路等等。今天我們重點討論一下驅動電流以及功率的確定,也就是說如何確定一個驅動芯片電流能力是不是可以驅動一個特定型號的IGBT,如果不能驅動該如何增強驅動輸出能力。
如果我們是電源設計人員,那么在處理高壓開關轉換器時,隔離通常是一個問題。在高壓初級電壓和次級低壓之間使用某種形式的隔離是很常見的。反饋控制環(huán)路經常穿越隔離邊界,因此脈沖變壓器或光耦合器是常用的解決方案,因為環(huán)路帶寬非常低——通常小于 1 MHz。
氮化鎵 (GaN) 是一種寬帶隙半導體,可滿足高功率和射頻應用日益增長的需求。GaN 的帶隙是傳統(tǒng)硅的三倍以上,它允許功率器件在比硅更高的溫度和電壓下工作,而不會破壞或降低其性能和可靠性。此外,其極低的導通電阻使 GaN 能夠提供非常高的電流和射頻功率密度,在雷達、功率轉換器和功率放大器等高功率射頻系統(tǒng)中得到應用。
IGBT全稱叫絕緣柵雙極型晶體管,是一種復合型結構器件,它結合了MOS晶體管和BJT雙極型晶體管的優(yōu)點,在電壓電流轉換,電能輸出領域用的非常多,特別是在高壓大電流領域,IGBT占主導地位,是人類控制電能,利用電能的核心半導體器件之一,這種主要應用在電子電力轉換領域的半導體器件,我們統(tǒng)稱功率半導體
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