Caratterizzazione sperimentale di un Power-Mosfet agli effetti della Temperatura

3 SOMMARIO I transistor sono dispositivi caratterizzati da elevate prestazioni ed affidabilità, le cui peculiarità li hanno resi essenziali nello sviluppo di numerose discipline e di diversi ambiti di ricerca, dall’elettronica all’automazione industriale, dalla robotica all’industria aerospaziale. Sono, in definitiva, alla base di quella rivoluzione tecnologica che, a partire dal secondo dopoguerra, ha profondamente mutato lo stile e la qualità della vita dell’uomo. Ad oggi, sono disponibili in commercio transistor di diverse tipologie, forme e dimensioni, ciascuno specifico per una determinata applicazione (MOSFET, IGBT, SCR, ecc). Il mercato e’ tuttavia indubbiamente dominato dai transistor MOSFET, data la loro estrema versatilità. Relativamente semplici da realizzare con gli attuali processi di fabbricazione, utilizzabili in un notevole numero di applicazioni e generalmente interessati da pochi elementi parassiti, questi dispostivi sono infatti il cuore dei circuiti integrati e delle memorie a semiconduttore ad alta densità di integrazione presenti nei comuni Personal Computer, nonché dei circuiti digitali in generale. Le loro caratteristiche hanno permesso la produzione a costi ridotti di sistemi complessi e con un gran numero di transistor. Il grande vantaggio dei MOSFET risiede nel fatto che, idealmente, quando sono spenti non permettono alla corrente di scorrere e ciò si traduce in una bassa dissipazione di potenza. Considerata dunque la continua crescita a livello mondiale della richiesta di tali componenti, risulta chiaro come si renda indispensabile verificarne il funzionamento in base alle esigenze di utilizzo. Tutto ciò porta alla necessità di condurre test grazie ai quali sia possibile analizzare in maniera chiara le variazioni dei parametri dei dispositivi stessi dai loro valori nominali, al mutare di fattori di varia natura come temperatura, umidità, grado di polarizzazione ecc. In tale modo si possono generare datasheet completi e precisi, che aiutino a velocizzare la scelta degli utenti in base alle loro esigenze, evitando inutili rallentamenti nella catena produttiva. Con il presente documento, si intende in particolare effettuare, mediante apposito set-up sperimentale, la caratterizzazione di un MOSFET di potenza agli effetti della temperatura. Dopo un’introduzione relativa ai MOSFET e ai MOSFET di potenza, nonché all’ambiente di sviluppo del programma utilizzato, LabView, saranno analizzate la strumentazione e la postazione di laboratorio, descritti i vari passaggi dell’esperimento e infine presentati i risultati del test condotto. Questi risultano utili per verificare il corretto funzionamento del dispositivo, ma principalmente per testarne l’affidabilità e la qualità, indicazioni fondamentali per stimare la vita utile e le prestazioni dei sistemi di cui tali componenti faranno parte.