Смотрим полевой транзистор IRF4905 фирмы International Rectifier с технологией HEXFET 5-ого поколения


    На плате некоторого устройства N сгорел транзистор IRF4905, да так, что треснул, поэтому появилась возможность взглянуть на его внутреннее устройство.

    Характеристики IRF4905 согласно документации: Р-канальный полевой транзистор. Постоянный ток при 20 С – 74 А, пульсирующий ток до 260 А. Сопротивление в открытом состоянии – 0.02 Ом. Низкое сопротивление достигается технологией HEXFET, суть которой состоит в том, что полевой транзистор это не один транзистор, а множество (сотни тысяч) маленьких полевых транзисторов, включенных параллельно.

    Максимальная рассеивающая мощность транзистора – 200 Вт. В доказательство таких больших показателей – прогоревший текстолит и треснувший транзистор (держался до последнего).


    Сам кристалл имеет площадь 24 мм2. Толщина кристалла 0,3 мм. Напаян на эвтектику.


    Разварка выполнена алюминиевой проволокой. На ней виден желтоватый налет – это нагар. Управляющий электрод имеет диаметр около 50 мкм, а три толстые проволоки диаметром 0.5 мм каждая. На толстой проволоке виден след от инструмента разварки.


    Схематично технология HEXFET компании International Rectifier выглядит так:


    По документации транзистор IRF4905 реализуется на пятом поколении технологии HEXFET.

    Фотографии можно открыть в новом окне и посмотреть более детально. С каждым фото приближение ближе для понимания масштабов погружения.

    ~100X приближение



    ~200х приближение



    ~400 Х приближение



    ~1000х приближение



    Вот так выглядит верхняя топология матрицы полевых транзисторов.

    Попробовал стравить верхний слой металлизации с помощью персульфата аммония. Получилось грязновато, но зато стали видны четкие контуры шестиугольной формы. Приблизительные размеры шестиугольников – 5-7 мкм (это 5000-7000 нм).


    Спасибо за внимание.
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 28

      +2
      Чем вы снимали на 1000x? Как была организована «верхняя» подсветка?
        +1
        Это микроскоп ломо. У него максимальное приближение если формально по линзам — 1000х. В качестве подсветки галогеновая лампочка на 100 Ватт. А фотографировал на камеру телефона. Меня не покидает чувство, что можно было получить снимки более высокого качества, но пока не получается.
          0
          «Метам»? Или что за агрегат? А то такое увеличение и хорошая верхняя подсветка — это прямо хорошо и интересно!
            0
            снимки более высокого качества получаются при экспонировании напрямую на матрицу камеры, без оптики телефона.
            Но придётся играться с фокусным расстоянием.
            0

            На работе ОГМЭ-П3, пробовал снимать один окуляр и светить туда ярким фонарем. Вполне сносно получается, хотя до качества подсветки металлографического микроскопа не дотягивает конечно...

              0
              МБС у меня есть, агрегат прекрасный, но, IMHO не для фотографирования :-/
            0
            Какое увеличение на завершающей картинке? 2--3 тысячи? Тоже интересно чем и как сделано.
              0
              Чуть выше ответил. Формально все те же 1000Х. Но с учетом обрезки фото большого разрешения может быть чуть больше.
              +1

              FTGJ:


              1. Скорее — "затвор", чем "управляющий электрод".
              2. А не trench ли технология используется? Если так, то схематичная картинка несколько старовата.
                0
                Да, наверное картинка относится к более ранней технологии hexfet. И затвор правильно конечно.
                +1

                Хороший у вас микроскоп.

                  0
                  У меня, как у практикующего ремонтника есть вопрос к Автору — По ДатаШиту заявлены одни характеристики, а реальный транзистор по моему мнению до них мягко говоря не дотягивает. Не возникало ли у Вас такого вопроса?
                    0
                    Он сгорел по причине замыкания через него, было нарушения его режима работы. Поэтому не возникает такого вопроса.
                      +3
                      «В середине 90 х годов я был на презентациях фирмы IR. Приезжали нормальные вменяемые ребята. Технари — они во всём мире — технари, по другому и сказать то нельзя. Был задан вопрос: — откуда взялся постоянный ток стока у IRFZ44 в 63 А?
                      Ответ меня ошеломил:
                      Когда фирма разработала этот транзистор постоянный ток стока записали в 16А, больше он не тянул. А вот конкуренты на такой же транзистор написали 30А, не трудно догадаться у кого транзисторы стали брать. И началась гонка, кто больше напишет, были и 33 и 50 и 60 и 63А. Конкуренты написали 115А, и получили облом, их не стали брать. 63А это оптимальный постоянный ток стока в каторый разработчики могут поверить. Это вера, к реальности не имеющая отношения. На фирме IR люди честные, поставленные в такие условия. Вот они и пишут сноску — постоянный ток измерен при длительности 300 мкс и скважности 50 (по памяти пишу, советую уточнить). Фактически это импульсный ток, при большой длительности и небольшой скважности. Варьируя этими параметрами можно получить любой ток, и назвать его постоянным.
                      Импульсный ток измеряется при маленькой длительности и большой скважности. В документации на транзисторы фирмы IR приведены оба параметра из которых и можно рассчитать настоящий постоянный ток стока, который для IRFZ44 равен 16А. Этого почти никто не знает, и горят изделия, как семечки.»
                        +1
                        Мы опираемся на документацию от производителя. А если и там цифры на много завышают, то вообще не разберешься где правда, а где вымысел.
                          +2
                          Есть методики определения предельных параметров изделия.
                          Можно ориентироваться по ним и определять параметры конкретной партии самостоятельно.
                          Или делить данные производителя — скажем, на десять.
                          0
                          ну так полевики и используют в импульсном режиме. Очень редко в линейном.
                          Например в моей материнке порядка 600 ампер идет на процессор. Каналов 12 там в импульсном преобразователе. (AMD threadripper)

                          SPICE-моделирование очень серъезно прочищает мозги. Например какой ток будет при нагрузке на керамику? — сотни ампер кратковременно легко, ведь сопротивление керамики очень низкое.

                          Ну и почему бы не быть даже постоянному току в 115А, если сопротивление исток-сток равно тысячным долям ома. Что превращается в единицы Ватт.
                            0
                            Это автомобильная плата и там полевик используется по сути как реле. Через него работает электромотор. Но токи там при нормальной работе меньше 10 Ампер. Интересно, что я хотел показать вам сам саму сборку, кристалл, технологию HEXFET, а не концентрировать внимание на поломке. Про поломку я писал с целью логически объяснить откуда у меня такая микросхема взялась. Ведь это очень повезло, что он так треснул и обнажил кристалл.
                              +1
                              Всего лишь не нужно путать импульсный режим и ключевой режим работы.
                              Свежие мосфеты абсолютно не предназначены для работы в линейном режиме.
                                0

                                … в десятки ватт только.

                                +3
                                который для IRFZ44 равен 16А. Этого почти никто не знает, и горят изделия, как семечки
                                Это больше похоже на объяснения человека, который втарился транзисторами на алиэкспрессе, а теперь подводит под практику теоретическую базу)
                                  +2
                                  Вот они и пишут сноску — постоянный ток измерен при длительности 300 мкс и скважности 50 (по памяти пишу, советую уточнить). Фактически это импульсный ток, при большой длительности и небольшой скважности. Варьируя этими параметрами можно получить любой ток, и назвать его постоянным.
                                  Бред. «Постоянный ток» (continuous current по даташиту) — это скважность 1 по определению. Разумеется, нет и не может быть в даташите ничего подобного. Что, впрочем, не отменяет того, что максимальный ток стока — параметр практически бесполезный…
                                    0

                                    Польза от него — оценить сколько можно гнать через транзистор в других относительно даташита условиях.

                                    +2
                                    Мне кажется вас обманули: Даташит
                                    Заявлен ток 49А (при 25С на корпусе), чуть пониже есть стандартный график ток/температура и указание тепловых сопротивлений Junction-to-Case, Case-to-Sink, Flat, Greased Surface, Junction-to-Ambient. Что в купе с известной рассеиваемой мощностью дает понимание в каком режиме этот транзистор удастся использовать.
                                    +2
                                    даташит — декларация о намерениях. Вернее ТЗ или то что хотели маркетологи получить. Не будут же документацию переписывать после каждой итерации? Теоретически могли бы, но не будут.
                                    После получения «золотого сэмпла» характеристики в документации могут поменять. Но потом пойдет рутина — производство. Параметры в серии опять могут уплыть.
                                    К сожалению это так.
                                    Но параметры активных элементов не определяются самими элементами. Они опеределяются внешними пассивными компонентами, которые и вводят этот активный элемент в рабочий режим.
                                    Но скорее всего вы просто не понимаете правильно даташит, либо применяете компонент неверно.
                                      0
                                      Первая или последняя страница ДШ, в зависимости от производителя.
                                      Legal Disclaimer
                                      The information given in this document shall in no event be regarded as a guarantee of conditions or characteristics. With respect to any examples or hints given herein, any typical values stated herein and/or any information regarding the application of the device, Infineon Technologies hereby disclaims any and all warranties and liabilities of any kind, including without limitation, warranties of non-infringement of intellectual property rights of any third party.

                                      Хотя у некоторых ребят я встречал характеристики с указанием статистического разброса параметров, как это принято в научных статьях, но должен признать — это единичные случаи.
                                    0
                                    Отличное оборудование у Вас
                                      0
                                      Nexfet, hexfet, как их не назови, а все равно, как горели, так и горят.

                                      Only users with full accounts can post comments. Log in, please.