MOS管怎么壞了？幾種失效模式分析

時(shí)間：2021-09-06 15:22:35

關(guān)鍵字： MOS管

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[導(dǎo)讀]寫在前面MOS管是常用的電子元器件，由于導(dǎo)通內(nèi)阻小，在電源、電力電子、電機(jī)控制等行業(yè)應(yīng)用廣泛。既然常用，那么遇到失效的概率就非常大。好在MOS管的失效就那幾種情況，今天和大家分享一下MOS管的幾種失效模式。失效模式一：雪崩如果在漏極-源極間外加超出器件額定VDSS的電涌電壓，而且...

寫在前面

MOS管是常用的電子元器件，由于導(dǎo)通內(nèi)阻小，在電源、電力電子、電機(jī)控制等行業(yè)應(yīng)用廣泛。既然常用，那么遇到失效的概率就非常大。好在MOS管的失效就那幾種情況，今天和大家分享一下MOS管的幾種失效模式。

失效模式一：雪崩

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(huì)引起雪崩破壞。
典型電路：

失效模式二：器件發(fā)熱

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?。?/span>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(guò)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。

失效模式三：寄生二極管損壞

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。

失效模式四：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(dòng)電壓Vgs(in)的振動(dòng)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(dòng)電壓通過(guò)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(huì)由于誤動(dòng)作引起振蕩破壞。