Q：什么原因會導(dǎo)致MOS管損壞？

 

A：導(dǎo)致MOS管損壞的主要原因可總結(jié)為五種：雪崩破壞、器件發(fā)熱損壞、內(nèi)置二極管破壞、由寄生震蕩導(dǎo)致的破壞以及因柵極電涌、靜電造成的破壞。

 

No.1

雪崩破壞

 

如果在漏極-源極間外加超出器件額定VDSS的電涌電壓，而且達(dá)到擊穿電壓V(BR)DSS (根據(jù)擊穿電流其值不同)，并超出一定的能量后就發(fā)生破壞的現(xiàn)象。

 

在介質(zhì)負(fù)載的開關(guān)運(yùn)行斷開時(shí)產(chǎn)生的回掃電壓，或者由漏磁電感產(chǎn)生的尖峰電壓超出功率MOSFET的漏極額定耐壓并進(jìn)入擊穿區(qū)而導(dǎo)致破壞的模式會引起雪崩破壞。

 

 

典型電路

 

No.2

器件發(fā)熱損壞

 

 

由超出安全區(qū)域引起發(fā)熱而導(dǎo)致的。發(fā)熱的原因分為直流功率和瞬態(tài)功率兩種。

 

直流功率原因：外加直流功率而導(dǎo)致的損耗引起的發(fā)熱

導(dǎo)通電阻RDS(on)損耗(高溫時(shí)RDS(on)增大，導(dǎo)致一定電流下，功耗增加)

由漏電流IDSS引起的損耗(和其他損耗相比極小)

 

瞬態(tài)功率原因：外加單觸發(fā)脈沖

負(fù)載短路

開關(guān)損耗(接通、斷開) *(與溫度和工作頻率是相關(guān)的)

內(nèi)置二極管的trr損耗(上下橋臂短路損耗)(與溫度和工作頻率是相關(guān)的)

 

器件正常運(yùn)行時(shí)不發(fā)生的負(fù)載短路等引起的過電流，造成瞬時(shí)局部發(fā)熱而導(dǎo)致破壞。另外，由于熱量不相配或開關(guān)頻率太高使芯片不能正常散熱時(shí)，持續(xù)的發(fā)熱使溫度超出溝道溫度導(dǎo)致熱擊穿的破壞。

 

No.3

內(nèi)置二極管破壞

 

在DS端間構(gòu)成的寄生二極管運(yùn)行時(shí)，由于在Flyback時(shí)功率MOSFET的寄生雙極晶體管運(yùn)行，導(dǎo)致此二極管破壞的模式。

 

No.4

由寄生振蕩導(dǎo)致的破壞

此破壞方式在并聯(lián)時(shí)尤其容易發(fā)生。

在并聯(lián)功率MOS FET時(shí)未插入柵極電阻而直接連接時(shí)發(fā)生的柵極寄生振蕩。高速反復(fù)接通、斷開漏極-源極電壓時(shí)，在由柵極-漏極電容Cgd(Crss)和柵極引腳電感Lg形成的諧振電路上發(fā)生此寄生振蕩。

 

當(dāng)諧振條件(ωL=1/ωC)成立時(shí)，在柵極-源極間外加遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于驅(qū)動電壓Vgs(in)的振動電壓，由于超出柵極-源極間額定電壓導(dǎo)致柵極破壞，或者接通、斷開漏極-源極間電壓時(shí)的振動電壓通過柵極-漏極電容Cgd和Vgs波形重疊導(dǎo)致正向反饋，因此可能會由于誤動作引起振蕩破壞。

 

No.5

柵極電涌、靜電破壞

 

主要有因在柵極和源極之間如果存在電壓浪涌和靜電而引起的破壞，即柵極過電壓破壞和由上電狀態(tài)中靜電在GS兩端(包括安裝和和測定設(shè)備的帶電)而導(dǎo)致的柵極破壞。