modelo para resumo expandido

ESTUDO DO IMPACTO DA RADIAÇÃO IONIZANTE EM
TRANSISTORES DE POTÊNCIA
Dênis Santos Loesch, Michele Rodrigues
Centro Universitário da FEI
[email protected], [email protected]
1. Introdução
Circuitos inversores são fundamentais em UPS, pois
transformam fonte de tensão ou corrente contínua em
fonte de tensão ou corrente alternada. Por operarem com
uma frequência de chaveamento alta é necessário o uso
de transistores de potência. [1]
Transistores de potência além de suportarem altas
frequências de chaveamento podem suportar também
altas correntes e altas tensões reversas. A Figura abaixo
apresenta o perfil de uma estrutura do transistor
MOSFET de potência.
0.06
0.05
Corrente de Dreno [A]
apresentou um estudo inicial sobre o comportamento de
transistores de potência usados em circuitos inversores de
UPS (Unidades Ininterruptas de Energia) antes de serem
submetidos a irradiação de raio X, usando como meio de
comparação curvas da corrente no dreno em função da
tensão na porta extraídas experimentalmente de dois
transistores diferentes da empresa IR (International
Rectifier).
Vt para cada transistor. Sendo Vt=4.12V para o
IRFB3306PbF e Vt=3.6V para o IRFU220N.
IRFB3306PbF
0.04
0.03
Chip 1
Chip 2
Chip 3
0.02
0.01
Tensao entre dreno e fonte=100mV
0.00
0
5
10
15
20
Tensao na porta [V]
0.08
Corrente de Dreno [A]
Resumo: Este trabalho de iniciação científica
0.06
IRFU220N
0.04
DrainI
DrainI
DrainI
0.02
Tensao entre dreno e fonte=100mV
0.00
0
5
10
15
20
Tensao na porta [V]
Figura 1 - Perfil da estrutura do transistor MOSFET de
potência.
Para esse projeto, os transistores de potência serão
submetidos a irradiação de raios X. Radiação ionizante
apresenta uma energia maior à energia de ligação dos
elétrons de um átomo com o seu núcleo, podendo retirar
esses elétrons de seus orbitais. [2]
2. Metodologia
Com o objetivo de observar alterações nos
transistores por causa da radiação, era necessário ter
parâmetros e medidas antes e após a irradiação. Assim
foi medida, com o auxilio do equipamento para
caracterização de semicondutores da empresa Keithley
4200, a curva de corrente no dreno Id em função da
tensão na porta Vg para os dois tipos de transistores
(IRFB3306PbF e IRFU220N) e retirada dessas curvas a
tensão de limiar através da segunda derivada de Id em
função de Vg.
3. Resultados
As curvas obtidas experimentalmente foram similares
às fornecidas pelo fabricante. A partir dessas curvas,
usando a segunda derivada da corrente de dreno em
função da tensão de porta foi obtida a tensão de limiar
Figura 2 – Curvas experimentais da corrente do dreno
em função da tensão de porta antes de sofrer radiação
para os transistores IRFB3306PbF e IRFU220N.
4. Conclusões
Este trabalho de iniciação científica tem como
objetivo estudar o comportamento de transistores MOS
de potência quando submetidos a irradiação de raio X.
Neste primeiro momento, foram realizadas medidas
experimentais em dois transistores MOS de potência.
Foram extraídas curvas de corrente de dreno em função
da tensão na porta para uma tensão no dreno que leve a
um baixo campo elétrico, onde foi possível estimar a
tensão de limiar, a fim de comparar as curvas após os
transistores sofrerem radiação.
5. Referências
[1] Hart, D. W. Eletrônica de potência – Analise e
projetos de circuitos, Ed. McGraw Hill, 2012.
[2] Maria Beatriz Araújo Franca, Carlito Fernandes da
Silva. Tecnologia industrial e radiações ionizantes e não
ionizantes. Editora AB.
Agradecimentos
À instituição Centro Universitário da FEI e a
empresa SMS pela disponibilização dos laboratórios de
eletrônica de potência e microeletrônica para que fosse
possível realizar as medidas.