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MOS管損壞有哪些原因？

深圳市偉萊達(dá)電子有限公司 | 創(chuàng)建時(shí)間：2024/7/18 | 瀏覽：807

MOS開關(guān)原理:

作為一種電壓驅(qū)動(dòng)器件，當(dāng)在柵極和源極之間施加適當(dāng)?shù)碾妷簳r(shí)，MOS管通過在源極和漏極之間形成一條電流通路來工作。這條路徑的電阻稱為MOS管的內(nèi)部電阻或電阻。這種內(nèi)部電阻的大小在很大程度上決定了MOS芯片所能承受的較大導(dǎo)通電流，但也受到其他因素如熱阻的影響。內(nèi)阻越小，它所能承受的電流就越大，因?yàn)閮?nèi)阻越小意味著熱量越小。

控制器電路中MOS管的四種工作狀態(tài)包括導(dǎo)通、導(dǎo)通、關(guān)斷和截止。MOS管的損壞原因與這些狀態(tài)密切相關(guān)，包括開關(guān)損耗、導(dǎo)通損耗、截止損耗和雪崩能量損耗。為了保證MOS管的正常工作，MOS管廠家需要將這些損耗控制在MOS管可接受的規(guī)格范圍內(nèi)。

探索MOS管損壞的五個(gè)主要原因:

1.過流:持續(xù)大電流或瞬間超大電流導(dǎo)致結(jié)溫過高導(dǎo)致燒毀。

2.過壓：包括源漏過壓擊穿和源柵極過壓擊穿產(chǎn)生兩種不同情況。

3.靜電:由靜電現(xiàn)象引起的擊穿。CMOS電路一般對(duì)靜電現(xiàn)象很敏感。

其中，雪崩損壞是由施加在漏極和源極之間的超過額定VDSS的浪涌電壓引起的。當(dāng)達(dá)到擊穿電壓V(BR)DSS并超過一定能量時(shí)，就會(huì)被破壞。此外，開關(guān)關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的反激電壓或漏電感產(chǎn)生的峰值電壓超出了MOSFET的耐受電壓范圍，也可能導(dǎo)致雪崩損壞。

而設(shè)備發(fā)熱損壞是由于超出安全區(qū)引起的發(fā)熱所致。發(fā)熱的原因可分為兩種:直流功率損耗和暫態(tài)功率損耗。直流功率損耗主要來自導(dǎo)通電阻RDS(on)損耗，而瞬態(tài)功率損耗則可能來自外部單觸發(fā)脈沖、負(fù)載短路、開關(guān)損耗和內(nèi)置二極管的TRR損耗。

內(nèi)置二極管的損壞是由于功率MOSFET的寄生雙極晶體管在反激時(shí)工作造成的。另外，寄生振蕩造成的損壞在并聯(lián)中尤為常見，可能是在沒有插入門極電阻的情況下直接連接時(shí)門極寄生振蕩造成的。

柵極電涌和靜電損害主要是由電網(wǎng)與電源之間的電壓浪涌和靜電引起的，包括電網(wǎng)過電壓和靜電損害。

為了避免MOS管因發(fā)熱而損壞，MOS管廠家散熱設(shè)計(jì)，有效的冷卻方案應(yīng)保證即使在差的散熱條件下也能留有足夠的安全空間，以保證系統(tǒng)在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定工作。