MOSFET失效機理是什么？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失效機理和關(guān)斷的有關(guān)報道，通過閱讀這篇文章，大家可以對它具備清晰的認識，主要內(nèi)容如下。

一、MOSFET失效機理

什么是dV/dt失效

如下圖（2）所示，dV/dt失效是由于MOSFET關(guān)斷時流經(jīng)寄生電容Cds的瞬態(tài)充電電流流過基極電阻RB，導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，反向恢復電流Irr會流過MOSFET。受該反向恢復電流影響的dV/dt，可能會使寄生雙極晶體管誤導通，這一點需要注意。dV/dt失效與反向恢復特性之間的關(guān)系可以通過雙脈沖測試來確認。雙脈沖測試的電路簡圖如下：

雙脈沖測試的電路簡圖

關(guān)于在雙脈沖測試中的詳細情況，請參考R課堂基礎(chǔ)知識 評估篇中的“通過雙脈沖測試評估MOSFET的反向恢復特性”。

dV/dt和反向恢復電流的仿真結(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，僅反向恢復特性不同。圖中列出了Q1從續(xù)流工作轉(zhuǎn)換到反向恢復工作時的漏源電壓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）需要施加一個低于關(guān)斷閾值的電壓，以使其進入關(guān)斷狀態(tài)。關(guān)斷閾值是指控制端電壓達到的最低值，使MOSFET停止導通。

2. 控制端電荷層建立時間：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間與MOSFET的特性和設(shè)計有關(guān)，但通常會有一個上限值?？刂贫穗姾蓪拥慕r間必須足夠長，以確保MOSFET完全進入關(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)斷條件上可能會有一些差異。因此，在具體應(yīng)用時，應(yīng)根據(jù)所使用的MOSFET類型和數(shù)據(jù)手冊的規(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行分析：

1. 關(guān)斷指令：當外部的控制信號或電路邏輯需要關(guān)閉MOSFET時，關(guān)斷指令會發(fā)送給MOSFET的控制端（Gate）。該指令通常是一個低電平信號。

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

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

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)域電壓會變化。在正常工作狀態(tài)下，開關(guān)區(qū)域電壓相對較低，使得開關(guān)處于導通狀態(tài)。

5. 關(guān)斷過渡期：當控制端的電荷層達到足夠大小，開關(guān)區(qū)域電壓會增大，從而導致MOSFET進入關(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)域電壓達到最大值，MOSFET完全進入關(guān)斷狀態(tài)。此時，MOSFET的開關(guān)區(qū)域形成了高阻抗，導致電流無法通過。

需要注意的是，MOSFET的關(guān)斷過程可能會受到外部因素的影響，如驅(qū)動信號的頻率和幅值、電荷層的積累時間等。因此，在實際應(yīng)用中，需要合理設(shè)計電路以確保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，請關(guān)注我們網(wǎng)站哦。