Tópico sobre um assunto semelhante. E aqui , alguém argumenta que o modo de falha dominante é curto.
Nick Alexeev
Respostas:
32
Um díodo falha fechado devido a sobretensão. Isso é chamado de punch-through . Este é o princípio usado nos diodos ESD. Se eles não conseguirem lidar com a tensão, a junção PN falhará e ficará curta à terra, protegendo qualquer circuito depois deles. Na imagem, você vê um pequeno ponto preto onde a tensão passou pela junção. por exemplo:
* Segunda imagem adicionada que mostra isso melhor em um BJT.
Um diodo normalmente falha ao abrir acontece devido a sobrecorrente. Isso é chamado de burnout de metalização e pode ocorrer em coisas como EOS (Electrical Over Stress). Imagem mostrada abaixo. A corrente excessiva causa aquecimento excessivo e literalmente queima o metal. Como mencionado acima, isso é fácil de demonstrar nos LEDs, pois sua capacidade de carga atual é muito menor do que os didoes retificadores.
+1 Eu não consigo entender muito a primeira foto, mas a segunda parece "aberta";)
Rev1.0
Adicionada uma imagem melhor do mesmo problema, mas em um BJT, não em um diodo.
EasyOhm
Então a junção já está permanentemente danificada onde estão os pontos pretos? Parece intacto.
Rev1.0
Onde os pontos pretos estão o portão e o dreno são colocados em curto - enquanto o restante parece intacto, a corrente fluirá através do curto.
EasyOhm
1
@ arudino.tyro Isso provavelmente causaria uma abertura devido ao burnout.
EasyOhm
5
Diodos falham abertos o tempo todo. Claro, eles são da variedade emissora de luz, mas ainda são diodos.
Por que eles falham em abrir? O fugitivo térmico, causado pelo aumento da tensão, aumentando a corrente através da junção conduzida, faz com que o calor frite literalmente a junção do diodo. Então vai puf, sem mais junção. Fisicamente não pode conduzir mais elétrons.
Isso é separado dos fios bond colados derretendo ou quebrando.
Um diodo normalmente falha ao abrir se um dos fios de ligação dos fios ao semicondutor real se abrir como um fusível.
Para verificar a contenção feita em uma resposta recente a outra pergunta, apliquei um pulso de alta tensão sem limitação de corrente, usando um banco de capacitores, primeiro a alguns LEDs sem nome, uma vez para frente e outra com viés reverso, e depois fiz o mesmo para um par de diodos 1n4148.
Todos os diodos falharam abertos. Os LEDs foram mais espetaculares, com os estojos abertos, mas os diodos 1n4148 falharam com o mesmo resultado final.
Eu argumentaria que uma falha no fio de ligação é diferente de uma falha de diodo, da mesma forma que uma quebra de fio não significa que o ic parou de funcionar. É uma diferença trivial em termos práticos, sim, mas uma diferença que um teste do fabricante faria.
quer
@Passerby Concordou. O usuário final não poderia me importar menos que - com certeza é melhor o mais típico "está quebrado" :-D
Anindo Ghosh
Se você ainda se lembra dessa experiência, houve algum dano visível aos 1n4148? Certamente eu posso queimar alguns, mas talvez você possa me salvar o problema.
Fizz
@respawnedFluff nenhum dano visível ao 4148, mas rachaduras visíveis nos LEDs.
Anindo Ghosh
2
Por "falha na abertura", presumo que você queira dizer falha de tal maneira que ela não conduz em nenhuma direção. É possível que um diodo falhe na abertura. Apliquei uma voltagem muito alta em um diodo e ele falhou ao abrir.
Obrigado, como também vi essa condição. Tenho alguém que afirma que um diodo não pode falhar na posição aberta. Estava tentando obter as informações para explicar o que faria com que isso ocorresse uma falha aberta. Obrigado pelo informação
Daryl Becker
Só vi diodos abertos em 15 anos de descoberta geral de falhas. Parece que é onde uma grande quantidade de energia é aplicada, causando o diodo pop. Onde o curto-circuito do diodo parece ser de pequenas quantidades de energia, mas em alta tensão.
Colher
1
Até onde eu sei, a única maneira de um diodo falhar em aberto é quando ele falha destrutivamente, ou seja:
Os fios ou fios de ligação são destruídos (isso geralmente acontece com os LEDs, que possuem fios de ligação comparativamente longos e finos do fio ao silício / safira)
Para diodos Schottky: a interface metalização-silício é aquecida além da faixa de temperaturas em que se combinam termicamente, e o estresse térmico os solta
Para situações de baixa e média energia, o modo de falha dominante dos diodos é a falha no fechamento. A falha aberta geralmente é um evento subsequente, não um modo de falha separado.
Certo. Há pouco tempo, puxei um Zener IN749A de um osciloscópio Tektronix T922. Dizia-se que era uma parte propensa a falhas nesse escopo e afetava o acionamento, que é o que foi levantado. Por isso, fui atrás dela primeiro. Puxei o diodo e fui até ele com um DMM, e com certeza ele estava lendo muitos megaego em ambas as direções. No circuito, ele fica em série com um resistor de 620 ohm entre a fonte de -8VDC e o terra, e o nó entre os dois é aparentemente usado como uma referência de 4,3V, de modo que o diodo é polarizado de forma inversa em sua queda de tensão Zener. Tempo. Eu acho que esse pobre IN749A só poderia viver por tanto tempo assim (o escopo foi construído em 1977)
Eu reparo e desenho eletrônicos antigos e todo modo de falha acaba sendo estranho. Acabei de extrair 2 diodos 1n4002 de uma fonte de alimentação bipolar de um phaser Maestro ps1a dos anos 70 que parecia estar cozinhando lentamente por um tempo. A fonte positiva de 12v mostraria apenas 0,7v sob carga do amplificador operacional e do circuito do transistor (que provavelmente ainda tem uma falha a ser encontrada), mas quando isolada funcionou corretamente + 12v e testou corretamente, exceto uma tensão de queda direta variável. .5 a .6v no meu DMM. Depois de retirá-los e testar novos sem sustos, testei a resistência para frente a 100k. Espero que isto ajude.
Bem-vindo ao EE.SE. O que você quer dizer com "resistência direta" de um diodo?
Transistor
Usando um DMM no modo de teste de resistência, o limite de condutância direta do diodo pode ser medido em um formato de resistência. Infelizmente, acho que é um método não confiável devido às baixas correntes e tensões do DMM, mas ainda interessante e útil no diagnóstico de componentes defeituosos que não estão funcionando como outros. Eu esperava poder medir diretamente a resistência adicional de um diodo com falha, mas o interessante é que as medições de limiar de tensão direta dos diodos com falha eram menores que os diodos em funcionamento. Isso me faz pensar que o diodo com falha agora está operando como um diodo de tunelamento.
Forrest Frazier
Os diodos de trabalho registram 800kHz de condutância direta e ohms infinitos para trás. Um diodo de germânio registrará 1k ohm para frente e 300k para trás. Um diodo Zener de 13v mostra ohms infinitos no lado de 13v e 8M no lado de .6v.
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Um díodo falha fechado devido a sobretensão. Isso é chamado de punch-through . Este é o princípio usado nos diodos ESD. Se eles não conseguirem lidar com a tensão, a junção PN falhará e ficará curta à terra, protegendo qualquer circuito depois deles. Na imagem, você vê um pequeno ponto preto onde a tensão passou pela junção. por exemplo:
* Segunda imagem adicionada que mostra isso melhor em um BJT.
Um diodo normalmente falha ao abrir acontece devido a sobrecorrente. Isso é chamado de burnout de metalização e pode ocorrer em coisas como EOS (Electrical Over Stress). Imagem mostrada abaixo. A corrente excessiva causa aquecimento excessivo e literalmente queima o metal. Como mencionado acima, isso é fácil de demonstrar nos LEDs, pois sua capacidade de carga atual é muito menor do que os didoes retificadores.
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Diodos falham abertos o tempo todo. Claro, eles são da variedade emissora de luz, mas ainda são diodos.
Por que eles falham em abrir? O fugitivo térmico, causado pelo aumento da tensão, aumentando a corrente através da junção conduzida, faz com que o calor frite literalmente a junção do diodo. Então vai puf, sem mais junção. Fisicamente não pode conduzir mais elétrons.
Isso é separado dos fios bond colados derretendo ou quebrando.
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Um diodo normalmente falha ao abrir se um dos fios de ligação dos fios ao semicondutor real se abrir como um fusível.
Para verificar a contenção feita em uma resposta recente a outra pergunta, apliquei um pulso de alta tensão sem limitação de corrente, usando um banco de capacitores, primeiro a alguns LEDs sem nome, uma vez para frente e outra com viés reverso, e depois fiz o mesmo para um par de diodos 1n4148.
Todos os diodos falharam abertos. Os LEDs foram mais espetaculares, com os estojos abertos, mas os diodos 1n4148 falharam com o mesmo resultado final.
Então, sim, um diodo pode falhar aberto.
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Por "falha na abertura", presumo que você queira dizer falha de tal maneira que ela não conduz em nenhuma direção. É possível que um diodo falhe na abertura. Apliquei uma voltagem muito alta em um diodo e ele falhou ao abrir.
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Até onde eu sei, a única maneira de um diodo falhar em aberto é quando ele falha destrutivamente, ou seja:
Para situações de baixa e média energia, o modo de falha dominante dos diodos é a falha no fechamento. A falha aberta geralmente é um evento subsequente, não um modo de falha separado.
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Certo. Há pouco tempo, puxei um Zener IN749A de um osciloscópio Tektronix T922. Dizia-se que era uma parte propensa a falhas nesse escopo e afetava o acionamento, que é o que foi levantado. Por isso, fui atrás dela primeiro. Puxei o diodo e fui até ele com um DMM, e com certeza ele estava lendo muitos megaego em ambas as direções. No circuito, ele fica em série com um resistor de 620 ohm entre a fonte de -8VDC e o terra, e o nó entre os dois é aparentemente usado como uma referência de 4,3V, de modo que o diodo é polarizado de forma inversa em sua queda de tensão Zener. Tempo. Eu acho que esse pobre IN749A só poderia viver por tanto tempo assim (o escopo foi construído em 1977)
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Eu reparo e desenho eletrônicos antigos e todo modo de falha acaba sendo estranho. Acabei de extrair 2 diodos 1n4002 de uma fonte de alimentação bipolar de um phaser Maestro ps1a dos anos 70 que parecia estar cozinhando lentamente por um tempo. A fonte positiva de 12v mostraria apenas 0,7v sob carga do amplificador operacional e do circuito do transistor (que provavelmente ainda tem uma falha a ser encontrada), mas quando isolada funcionou corretamente + 12v e testou corretamente, exceto uma tensão de queda direta variável. .5 a .6v no meu DMM. Depois de retirá-los e testar novos sem sustos, testei a resistência para frente a 100k. Espero que isto ajude.
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