MOSFET失效機(jī)理是什么？MOSFET關(guān)斷解讀！

今天，小編將在這篇文章中為大家?guī)?a href="/tags/MOSFET" target="_blank">MOSFET失效機(jī)理和關(guān)斷的有關(guān)報(bào)道，通過閱讀這篇文章，大家可以對(duì)它具備清晰的認(rèn)識(shí)，主要內(nèi)容如下。

一、MOSFET失效機(jī)理

什么是dV/dt失效

如下圖（2）所示，dV/dt失效是由于MOSFET關(guān)斷時(shí)流經(jīng)寄生電容Cds的瞬態(tài)充電電流流過基極電阻RB，導(dǎo)致寄生雙極晶體管的基極和發(fā)射極之間產(chǎn)生電位差VBE，使寄生雙極晶體管導(dǎo)通，引起短路并造成失效的現(xiàn)象。通常，dV/dt越大（越陡），VBE的電位差就越大，寄生雙極晶體管越容易導(dǎo)通，從而越容易發(fā)生失效問題。

MOSFET的dV/dt失效電流路徑示意圖（藍(lán)色部分）

此外，在逆變器電路或Totem-Pole PFC等上下橋結(jié)構(gòu)的電路中，反向恢復(fù)電流Irr會(huì)流過MOSFET。受該反向恢復(fù)電流影響的dV/dt，可能會(huì)使寄生雙極晶體管誤導(dǎo)通，這一點(diǎn)需要注意。dV/dt失效與反向恢復(fù)特性之間的關(guān)系可以通過雙脈沖測(cè)試來確認(rèn)。雙脈沖測(cè)試的電路簡(jiǎn)圖如下：

雙脈沖測(cè)試的電路簡(jiǎn)圖

關(guān)于在雙脈沖測(cè)試中的詳細(xì)情況，請(qǐng)參考R課堂基礎(chǔ)知識(shí) 評(píng)估篇中的“通過雙脈沖測(cè)試評(píng)估MOSFET的反向恢復(fù)特性”。

dV/dt和反向恢復(fù)電流的仿真結(jié)果如下圖所示。設(shè)MOSFET①～③的柵極電阻RG和電源電壓VDD等電路條件相同，僅反向恢復(fù)特性不同。圖中列出了Q1從續(xù)流工作轉(zhuǎn)換到反向恢復(fù)工作時(shí)的漏源電壓VDS和漏極電流（內(nèi)部二極管電流）ID。

二、MOSFET關(guān)斷

（一）MOSFET關(guān)斷條件是什么

MOSFET的關(guān)斷條件通常包括以下幾個(gè)方面：

1. 控制端電壓低于關(guān)斷閾值：MOSFET的控制端（Gate）需要施加一個(gè)低于關(guān)斷閾值的電壓，以使其進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)。關(guān)斷閾值是指控制端電壓達(dá)到的最低值，使MOSFET停止導(dǎo)通。

2. 控制端電荷層建立時(shí)間：在關(guān)斷過程中，控制端需要逐漸積累反向電荷，形成電荷層。建立電荷層所需的時(shí)間與MOSFET的特性和設(shè)計(jì)有關(guān)，但通常會(huì)有一個(gè)上限值?？刂贫穗姾蓪拥慕r(shí)間必須足夠長(zhǎng)，以確保MOSFET完全進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)。

3. 控制端電流：在關(guān)斷過程中，控制端的電流應(yīng)盡量保持較低。過高的電流可能導(dǎo)致電荷層建立不完全或影響關(guān)斷速度。因此，需要通過合適的電路設(shè)計(jì)和電流控制手段來確?？刂贫穗娏髟陉P(guān)斷過程中的穩(wěn)定和符合要求。

不同類型的MOSFET（如N溝道MOSFET和P溝道MOSFET）在關(guān)斷條件上可能會(huì)有一些差異。因此，在具體應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)所使用的MOSFET類型和數(shù)據(jù)手冊(cè)的規(guī)格說明，合理確定適用的關(guān)斷條件。

（二）mosfet管關(guān)斷過程的分析

MOSFET的關(guān)斷過程可以通過以下步驟進(jìn)行分析：

1. 關(guān)斷指令：當(dāng)外部的控制信號(hào)或電路邏輯需要關(guān)閉MOSFET時(shí)，關(guān)斷指令會(huì)發(fā)送給MOSFET的控制端（Gate）。該指令通常是一個(gè)低電平信號(hào)。

2. 表面電荷收集：一旦控制端接收到關(guān)斷指令，控制端會(huì)逐漸收集表面電荷。MOSFET的控制端被電介質(zhì)（如氧化物）隔離，因此需要一定的時(shí)間來收集表面電荷。

3. 電荷層形成：收集的表面電荷會(huì)使MOSFET的控制端形成一個(gè)電荷層，該層會(huì)隔離控制端的電場(chǎng)與開關(guān)區(qū)域的電場(chǎng)。

4. 開關(guān)區(qū)域電壓變化：隨著電荷層的形成，MOSFET的開關(guān)區(qū)域電壓會(huì)變化。在正常工作狀態(tài)下，開關(guān)區(qū)域電壓相對(duì)較低，使得開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)。

5. 關(guān)斷過渡期：當(dāng)控制端的電荷層達(dá)到足夠大小，開關(guān)區(qū)域電壓會(huì)增大，從而導(dǎo)致MOSFET進(jìn)入關(guān)斷過渡期。在過渡期間，開關(guān)區(qū)域電壓逐漸趨近于最大值。

6. 關(guān)斷完畢：一旦開關(guān)區(qū)域電壓達(dá)到最大值，MOSFET完全進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)。此時(shí)，MOSFET的開關(guān)區(qū)域形成了高阻抗，導(dǎo)致電流無法通過。

需要注意的是，MOSFET的關(guān)斷過程可能會(huì)受到外部因素的影響，如驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率和幅值、電荷層的積累時(shí)間等。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要合理設(shè)計(jì)電路以確保MOSFET的可靠關(guān)斷。

上述所有信息便是小編這次為大家推薦的有關(guān)MOSFET失效機(jī)理和關(guān)斷的內(nèi)容，希望大家能夠喜歡，想了解更多有關(guān)它的信息或者其它內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注我們網(wǎng)站哦。