功率MOS管的五種損壞模式詳解

2020-11-22 電子產品世界

第一種：雪崩破壞

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201808/385936.htm

如果在漏極-源極間外加超出器件額定VDSS的電湧電壓，而且達到擊穿電壓V(BR)DSS (根據擊穿電流其值不同)，並超出一定的能量後就發生破壞的現象。

在介質負載的開關運行斷開時產生的回掃電壓，或者由漏磁電感產生的尖峰電壓超出功率MOSFET的漏極額定耐壓並進入擊穿區而導致破壞的模式會引起雪崩破壞。

典型電路：

第二種：器件發熱損壞

由超出安全區域引起發熱而導致的。發熱的原因分為直流功率和瞬態功率兩種。

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(和其他損耗相比極小)

瞬態功率原因：外加單觸發脈衝

●負載短路

●開關損耗(接通、斷開) *(與溫度和工作頻率是相關的)

●內置二極體的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生的負載短路等引起的過電流，造成瞬時局部發熱而導致破壞。另外，由於熱量不相配或開關頻率太高使晶片不能正常散熱時，持續的發熱使溫度超出溝道溫度導致熱擊穿的破壞。

第三種：內置二極體破壞

在DS端間構成的寄生二極體運行時，由於在Flyback時功率MOSFET的寄生雙極電晶體運行，導致此二極體破壞的模式。

第四種：由寄生振蕩導致的破壞

此破壞方式在並聯時尤其容易發生

在並聯功率MOS FET時未插入柵極電阻而直接連接時發生的柵極寄生振蕩。高速反覆接通、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-源極間外加遠遠大於驅動電壓Vgs(in)的振動電壓，由於超出柵極-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，因此可能會由於誤動作引起振蕩破壞。

第五種：柵極電湧、靜電破壞

主要有因在柵極和源極之間如果存在電壓浪湧和靜電而引起的破壞，即柵極過電壓破壞和由上電狀態中靜電在GS兩端(包括安裝和和測定設備的帶電)而導致的柵極破壞

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