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行業(yè)新聞
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2020-10
26
揭開MOS管損壞之謎
第一種: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)負載的開關運行斷開時產(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入擊穿區(qū)而導致破壞的模式會引起雪崩破壞。


典型電路:
 




第二種:器件發(fā)熱損壞

由超出安全區(qū)域引起發(fā)熱而導致的。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:外加直流功率而導致的損耗引起的發(fā)熱

  • 導通電阻RDS(on)損耗(高溫時RDS(on)增大,導致一定電流下,功耗增加)
  • 由漏電流IDSS引起的損耗(和其他損耗相比極?。?/span>
  • 瞬態(tài)功率原因:外加單觸發(fā)脈沖
  • 負載短路
  • 開關損耗(接通、斷開) *(與溫度和工作頻率是相關的)
  • 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的)

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




第三種:內(nèi)置二極管破壞

在DS端間構(gòu)成的寄生二極管運行時,由于在Flyback時功率MOSFET的寄生雙極晶體管運行,導致此二極管破壞的模式。
 


 

 


第四種:由寄生振蕩導致的破壞

此破壞方式在并聯(lián)時尤其容易發(fā)生。

在并聯(lián)功率MOS FET時未插入柵極電阻而直接連接時發(fā)生的柵極寄生振蕩。高速反復接通、斷開漏極-源極電壓時,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。當諧振條件(ωL=1/ωC)成立時,在柵極-源極間外加遠遠大于驅(qū)動電壓VGS(in)的振動電壓,由于超出柵極-源極間額定電壓導致柵極破壞,或者接通、斷開漏極-源極間電壓時的振動電壓通過柵極-漏極電容CGD和VGS波形重疊導致正向反饋,因此可能會由于誤動作引起振蕩破壞。



第五種: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備的帶電)而導致的柵極破壞。