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SOAR (ALM2262S )

SOAR significa Safe Operating Area Region o región de área de operación segura, mientras que SOA significa Safe Operating Area o una área de operación segura. Estos dos términos se encuentran en las especificaciones de transistores y otros componentes, indicando cómo debemos utilizar un componente de potencia sin el peligro de que se queme por problemas de disipación. 

     Cuando decimos que un transistor, como el 2N30155 tiene una corriente máxima de colector de 15 A y soporta una tensión máxima de 100 V entre el colector y el emisor, eso no significa que podemos usar este componente en estos límites.

 

 

   Figura 1 - Del datasheet del 2N3055
   Figura 1 - Del datasheet del 2N3055

 

   Esto puede llevar a los menos avisados a pensar que si conectan este componente a una carga apropiada que recibe los 100 V y 15 A del transistor, tendrán una potencia disponible de 1 500 W (15 x 100).

    No es cierto, pues además del transistor sólo puede disipar 15 W, hay límites a ser respetados. Los 15 A máximos sólo están disponibles en un determinado rango de tensión de operación del transistor.

    De la misma forma, sólo podremos tener 100 V entre el colector y emisor (Vcbomax) en condiciones especiales.

    ¿Cómo entonces saber cómo utilizar el transistor en la corriente y la tensión deseadas?

    Para ello, los fabricantes, en sus datasheets, proporcionan un gráfico denominado SOA o SOAR que indica justamente las condiciones operativas del transistor de forma segura.

   En la figura 2 tenemos justamente ese gráfico elaborado de forma simplificada para el 2N3055, que es el transistor que tomamos como ejemplo.

   Es importante observar que el gráfico se hace para una temperatura máxima del componente de 70º C. Esto significa que por encima de esa temperatura el componente tiene sus características deteriorándose rápidamente.

 

Figura 2 - Gráfico SOA para el 2N3055
Figura 2 - Gráfico SOA para el 2N3055 | Haga click en la imagen para ampliar |

 

   Conforme podemos ver, la región de corriente máxima de 15 A sólo se aplica para bajas tensiones entre colector y emisor, hasta aproximadamente unos 6 o 7 V. (curva inferior)

    Después de eso, la corriente máxima comienza a caer y alrededor de 100 V ya es inferior a 1 A.

    Es por eso que muchos lectores nos escriben "no entendiendo" por qué en una simple fuente de 12 V x 10 A usamos tres 2N3055 en paralelo (3,3 A para cada uno) cuando uno de ellos podría ser suficiente.

    En el gráfico se observa que, en 12 V, la corriente máxima que un 2N3055 podría operar no es mucho mayor que unos 5 A.

   Dando una tolerancia, para que el límite de disipación no sea alcanzado, eso justifica el uso de tres transistores en la fuente.

   En el gráfico tenemos una segunda curva que sirve para indicar el comportamiento del componente sub régimen pulsante (en un control PWM, o en una fuente conmutada, por ejemplo).

   Con mutaciones de 100 us, por ejemplo, el transistor puede ir más allá en términos de corriente máxima, llegando más cerca de los 10 V para una corriente de 15 A, pero vemos que alrededor de 12 V esta corriente ya cae para algo alrededor de 10 bis

    

 

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