原创 晶体管参数在实际使用中的意义(续四）

四:对一些异常现象的分析思路和实例

了解晶体管的电参数，是为了用好晶体管。什么叫用好晶体管？是一个智者见智，仁者见仁的问题，我相信不会有唯一的答案。我想，作为电子应用工程师，除了对晶体管有所了解，还必须对其它的电子元器件有所了解。在你设计的电路中，就是你对这些元器件理解的组合。在一个电路中，让晶体管工作在最合适的工作点上，发挥着最佳性能，在完成所希望功能的同时，有较高的可靠性，对晶体管而言，基本就算用好了。实际上，晶体管只是我们通常使用的电子元器件中的一类，所有电子产品，都是各类电子元器件的有机组合体。因此，我们在设计一件电子产品时，就是把这些电子器件按人们的要求进行组合。因各人对电子器件的理解不同，对同一类产品的设计理念不同，就导致了功能各异、性能各异的电子产品。但从原则性角度上讲，我认为最重要的是：要从“系统”的角度来看待在我们手中做出的产品。下面谈谈我亲身经历过的几件事。

一、在我负责收音机电路的售后服务时，曾碰到过这样一种现象，生产线上流出的成品，在入仓库，抽检中出现坏机，坏机的现象是调频灵敏度下降，噪声增大。经查，是主IC的调频输入端已损坏。失效率在3%以上。对此，分析了IC芯片、组装工艺、生产线的状态，均无异常。

对IC芯片进行解剖后发现，在输入端有电场击穿的痕迹。而对生产的现场，进行检查、跟踪，得出了都在该公司的质量控制范围的结论。而且，当时的天气并不是很干燥，找出这种高压电脉冲是从哪里来的，就成了当务之急。因为问题是在入库检查时发现的，所以，就从最后一道工序往前走。走了几遍，没发现问题。这时我就对每道工序都提了个为什么——“此工序要达到的结果是什么”，然后再问一下自己，“此种操作，会引起IC的损伤吗”？

带着这样的心情再走在生产现场，果然就有收获了：最后一道工序，是包装，而在包装前，该公司为了收音机表面的清洁，几乎对每台机都用一种有机溶剂，进行了擦试。用这种工艺对外接的拉杆天线进行处理进，产生的静电则由于没有泄放回路，而保留在整机中。当这些电荷通过IC的高放电路对地（对电源同）形成泄放时，而此IC的高放，是整块电路中最薄弱的部分，所以就很可能使此IC损坏。想通后，就建议在此IC的高放输入端接入了双向保护二极管，问题得到解决。

二、在某电源整机厂，在相同的输出功率情况时，用晶体管Pcm较小（即芯片面积相对较小）的管子正常，而用Pcm较大（即芯片面积相对较大）的晶体管却大量损坏的现象。解剖这些失效的晶体管，都是过功率型损坏。在该公司现场了解到的情况使我大吃一惊：
1.振荡频率达到了75KHZ以上，部分在90KHZ；
2.该公司为了提高产品的质量，对所有整机都进行超功率1.2倍的高温老化。经现场计算，此时，晶体管的Pcm已经超出了规格书的数据。

对此，我作了如下解释：
1.双极型晶体管在用于开关电源时，受ts、tf等参数的影响，其振荡频率不能超过50KHZ，否则，晶体管在转换过程中，因通过放大区的时间太长，晶体管的功耗会明显增大，加上此电源又是处于密封状态，在这些综合因素的影响下，会使晶体管的失效率明显上升；
2.考核时（尤其是在高温环境下），不能让晶体管工作在过功率状态，至于说，为了提高整机的可靠性而加大老化功率，则更是无从谈起，因为，老化只是一种工艺筛选的手段，对产品设计时，只能起到验证的作用。而且，在高温环境中，对电子产品进行过功率老化，有可能使正常的晶体管受损，反而降低了产品的可靠性。

3.综合这些因素，我以为，只要使用这种方案，早晚要出事。所以当时就给出了两个方案：
1、客户改线路，至少要把考核的功率降下来;
2、改供应商。因为我公司产品的性能达不到该整机厂的要求。

此例给我一个启示：工程师在设计东西时，除了对整机要有一个正确的认识外，对电子元器件也要有正确的认识。不然，很可能是好心办坏事。

三、某公司在一款交换机的电源制作中，出现输出效率偏低的异常。一般，开关电源的振荡频率在35—50KHZ，此时常用肖特基管或快恢复二极管作为整流二极管（普通整流二极管的工作频率小于1000HZ）。由于此电源的开路电压较高，就选用了快恢复二极管（国产肖特基二极管的最高反向击穿电压小于200V）。对此，我认为是整流二极管的工作效率不够而引起。但因没有检测设备，只能把这些异常的二极管带回公司进行测试。

首先，二极管的所有直流参数全部正常，但要对二极管测试交流参数，则必须在专用测试仪上进行。而此类设备，一般在非专业生产厂家，是不会有的。当时，考虑到普通的整流二极管与快恢复二极管肯定存在着某些差异，而要检测这类差异的，只有一台电容测试仪。于是就对比检测了普通整流二极管4007与107之间的结电容大小。发现反馈样品与4007的结电容量值几乎相同，而与公司库存快恢复二极管的结电容有明显的差异。于是得出了可能是供应商在发货中出现了混料的结论。把这些客户的反馈样品交供货商进行检测，得到了证实。

此事给我的启示是：只要我们对一种元器件有了正确的理解，就能从特性上找出差异，对所出现的问题，也就可以做出正确的判断。

回忆本人几十年的工作经历，深深感到，当我把所有的事，都从系统的角度上进行分析考虑时，出现了一个自己都意想不到的飞跃。而这个飞跃，是靠日积月累的动手、体会、再动手、总结而得到的。想做一个工程师，就要有一种刨根问底的精神。并且一定要自己总结。只有这样，才能把书本上的知识，变成自己的知识。相信大家都有这方面的体会。我想，如果把这些东西总结出来，汇编成册，一定是本好书。大家一起努力吧。

到此，这篇博文就算写完了。其中一些观点，已经得到了网友的争论。我以为这是好事。如果认为有错，欢迎指正。

2011-2-10
于深圳