Одна из наиболее частых проблем связанных с выходом из строя p-n переходов является нарушение их структуры, выгорание самого перехода за счет выделяемого тепла. По-народному можно сказать, что транзистор, диод, полупроводниковый элемент сгорает. Визуально именно локальным прожогом выглядит место, где происходит тепловой пробой на корпусе элемента. Часто такие пробои "выступают" на поверхность корпуса и представляют собой точку - прожог на композитном материале.
В статье как раз поверхностно будет затронута тема появления таких тепловых пробоев и приведены примеры, которые наверняка укажут на нерабочие радиоэлементы, это уже будет основной задаче статьи, то есть рассказать читателю о диагностике и выявлении неисправностей связанных с полупроводниковыми приборами.
Почему происходит тепловой пробой
Ну как бы тут и можно было не задаваться таким вопросом, вернее наименованием нашего абзаца, ведь ответ очевиден. Все дело в том, что ток просто-на просто превышает номинальный и допустимый и переход при этом перегревается. Здесь хотелось бы акцентировать внимание на другом, на процессе такого пробоя, который порой происходи за считанные секунды и способствует сам себе.
Все дело в том, что полупроводники по своим свойствам это более все же диэлектрики, а не проводники, хотя в их наименовании и есть слово проводники. А это значит, что они в полной мере обладают именно свойствами диэлектриков. Одним из таких свойств диэлектриков является улучшение проводимости от внешних воздействий, скажем от радиации, тепла и т.д. В итоге если металле повышать температуру его нагрева, то мы тем самым будем повышать и его сопротивление. Такое свойство в какой то мере является защитным для классического проводника. В pn переходе происходи все иначе. Вначале наш pn переход греется и держится, вплоть до того, что начинает пропускать обратный ток и напряжения, работая как стабилитрон, но при дальнейшем нагреве происходит резкое изменение пропускной способности перехода, за счет изменения внутреннего сопротивления. Это влечет за собой изменение и электрического поля, участвующего в работе полупроводника. В итоге pn переход дважды теряет в своих "защитных" способностях и исходя из формулы разогрева по Джоулю, где есть зависимость от плотности тока, который по умолчанию первоначально не изменился и электромагнитного поля, которое теперь не сдерживает обратный ток, мы получаем увеличение этого самого нагрева, - переходящего в тепловой пробой.
Собственно лучше вовсе взглянуть на график, чтобы понять как pn переход в определенной точке (ток, напряжение, нагрев) начинает "убивать" себя сам.
Визуальные примеры теплового прибоя на корпусе радиоэлементов (транзистор, микросхема)
Теперь несколько примеров как визуально выглядит тепловой пробой на радиодеталях, указывая на явную их неработоспособность.
Собственно это наверное все, что я хотел рассказать вам о тепловом пробое. Если ы видите нечто подобное на транзисторе, диоде или микросхеме, то знайте наверняка, "пациент" скорее всего мертв.