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《日科干货》六大原因造成MOS管失效

日期: 2019-04-12
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MOS管是金属(metal)—氧化物(oxide)—半导体(semiconductor)场效应晶体管,或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体。MOS管的source和drain是可以对调的,他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下,这个两个区是一样的,即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。

目前在市场应用方面,排名第一的是消费类电子电源适配器产品。而MOS管的应用领域排名第二的是计算机主板、NB、计算机类适配器、LCD显示器等产品,随着国情的发展计算机主板、计算机类适配器、LCD显示器对MOS管的需求有要超过消费类电子电源适配器的现象了。

第三的就属网络通信、工业控制、汽车电子以及电力设备领域了,这些产品对于MOS管的需求也是很大的,特别是现在汽车电子对于MOS管的需求直追消费类电子了。

《日科干货》六大原因造成MOS管失效

下面对MOS失效的原因总结以下六点,然后对1,2重点进行分析:

1:雪崩失效(电压失效),也就是我们常说的漏源间的BVdss电压超过MOSFET的额定电压,并且超过达到了一定的能力从而导致MOSFET失效。
2:SOA失效(电流失效),既超出MOSFET安全工作区引起失效,分为Id超出器件规格失效以及Id过大,损耗过高器件长时间热积累而导致的失效。
3:体二极管失效:在桥式、LLC等有用到体二极管进行续流的拓扑结构中,由于体二极管遭受破坏而导致的失效。
4:谐振失效:在并联使用的过程中,栅极及电路寄生参数导致震荡引起的失效。
5:静电失效:在秋冬季节,由于人体及设备静电而导致的器件失效。
6:栅极电压失效:由于栅极遭受异常电压尖峰,而导致栅极栅氧层失效。

雪崩失效分析(电压失效)

到底什么是雪崩失效呢,简单来说MOSFET在电源板上由于母线电压、变压器反射电压、漏感尖峰电压等等系统电压叠加在MOSFET漏源之间,导致的一种失效模式。简而言之就是由于就是MOSFET漏源极的电压超过其规定电压值并达到一定的能量限度而导致的一种常见的失效模式。

雪崩失效的预防措施

雪崩失效归根结底是电压失效,因此预防我们着重从电压来考虑。具体可以参考以下的方式来处理。

1:合理降额使用,目前行业内的降额一般选取80%-95%的降额,具体情况根据企业的保修条款及电路关注点进行选取。
2:合理的变压器反射电压。
3:合理的RCD及TVS吸收电路设计。
4:大电流布线尽量采用粗、短的布局结构,尽量减少布线寄生电感。
5:选择合理的栅极电阻Rg。
6:在大功率电源中,可以根据需要适当的加入RC减震或齐纳二极管进行吸收。

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