安全動作領域

バイポーラパワートランジスタには安全動作領域（ASO)が規定されている。このASO、ふつうはあまり余裕のない仕様で、しかも、時間の関数である。

ASO違反の設計は、ドロッパ式安定化電源の主トランジスタやインダクタンス負荷、とくに双極性の定電流源で見受けられることがある。

ドロッパ式では、負荷短絡が生じた時ASO違反があると、負荷短絡とともに最大電流・最大VCE電圧の状態になる。フの字形電流制限機構を持つ安定化電源回路では、中間的過負荷でも発生する。

バイポーラパワートランジスタは短時間であっても、定格電力を掛けられるとは限らない。

アナログエンジニアは若い頃に、ダイオードの破壊耐量を調べるため、ピーク出力数ｋWの定電流パルス発生回路を製作し、μ秒までのパルスを発生させた。この時、ツェナーダイオードが破壊した後も長くパルスを継続させると、パルス発生回路の方も破損してしまう。

ASOはバイポーラトランジスタのVBEの負の温度係数が関与していて、大チップトランジスタでは、何かの原因で高温になると、その部分に電流が集中してしまう現象だ。

パワーFETでは、このような現象は生じないとされる。あるパワーFETのデータブックの用語の説明とともに、大電流・大電圧でのチップ内温度分布を可視化した写真を見たことがある。

バイポーラトランジスタでは著しい不均一があり、FETでは見事に均一であったことが今も印象に残っている。

安全動作領域違反による素子破壊は短時間で起こる。

パワーFETでは安全動作領域の問題はほとんどないが、スレショールドゲート電圧が高いので、直列安定化電源では補助電源がないと駆動が難しくなるので、中間の電力を扱う回路ではなかなかFETに踏み切れないのである。

安全動作領域の怖さは知る人ぞ知る。

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