一、mos管燒掉的原因有哪些
mos管,全稱為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管,是一種常用于電子電路中的半導(dǎo)體器件。但是,在電路設(shè)計(jì)和操作過(guò)程中,常常會(huì)發(fā)生mos管燒毀的情況,導(dǎo)致電子設(shè)備的故障。那么,mos管燒毀的原因是什么呢?本文將從多個(gè)方面分步驟闡述。
1、加熱過(guò)程中因氧化層受損
mos管的核心是由金屬控制電流流動(dòng)的金屬柵極和半導(dǎo)體材料組成的氧化層。氧化層中的氧化物具有良好的隔離性,以防止電流流入。但是,如果氧化層在制造過(guò)程中受到損壞,或在使用過(guò)程中由于局部加熱導(dǎo)致?lián)p壞,將使mos管的隔離性大大降低,從而導(dǎo)致電路短路,隨之而來(lái)的是mos管的燒毀。
2、通電時(shí)因超過(guò)承受電壓
mos管在使用過(guò)程中,必須保持適當(dāng)?shù)碾妷汉碗娏鞣秶?。如果電路設(shè)計(jì)或使用中對(duì)電壓過(guò)高或電流過(guò)大,將導(dǎo)致mos管內(nèi)部的元器件無(wú)法承受,致使內(nèi)部失效和燒毀。
3、外部應(yīng)力因素作用
在電子電路中,mos管的工作溫度受到外界環(huán)境因素的影響。如地震、高溫、潮濕等極端環(huán)境下,mos管可能會(huì)受到損壞,從而導(dǎo)致失效和燒毀。此外,日常使用中人為因素,如不當(dāng)連接、彎曲、撞擊等亦可能導(dǎo)致mos管損壞。
4、由于使用壽命過(guò)長(zhǎng)
mos管是一種電子元器件,其使用壽命是有限的。在使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、性能下降的情況下,會(huì)出現(xiàn)各種各樣的燒毀現(xiàn)象。在mos管老化過(guò)程中,電極之間漸漸失去隔離性能,同時(shí)通電時(shí)也會(huì)出現(xiàn)許多“噪聲”,這些因素都可能導(dǎo)致mos管的失效??偟膩?lái)說(shuō),mos管燒毀是由多種因素共同作用而形成的。想要有效避免mos管燒毀,我們應(yīng)該在選擇和使用mos管時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)范操作。對(duì)于一旦有了問(wèn)題,及時(shí)采取維修措施以確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
二、MOS管失效的5大原因及解決措施介紹
1、雪崩失效(電壓失效)
雪崩失效也就是我們常說(shuō)的漏源間的BVdss電壓超過(guò)MOSFET的額定電壓,并且超過(guò)達(dá)到了一定的能力從而導(dǎo)致MOSFET失效。
雪崩失效的預(yù)防措施:雪崩失效歸根結(jié)底是電壓失效,因此預(yù)防我們著重從電壓來(lái)考慮。
2、柵極電壓失效
造成柵極電壓異常高的主要原因有三:生產(chǎn)、運(yùn)輸、裝配過(guò)程中的靜電;電力系統(tǒng)運(yùn)行中設(shè)備和電路寄生參數(shù)引起的高壓諧振;在高壓沖擊過(guò)程中,高壓通過(guò)Ggd傳輸?shù)诫娋W(wǎng)(在雷擊試驗(yàn)中,這種原因引起的故障更常見(jiàn))。
柵極電壓失效的預(yù)防措施:柵極和源極之間的過(guò)電壓保護(hù):如果柵極和源極之間的阻抗過(guò)高,漏極和源極之間電壓的突然變化將通過(guò)電極間電容耦合到柵極上,導(dǎo)致非常高的UGS電壓超調(diào),從而導(dǎo)致柵極超調(diào)。氧化物層永久性損壞。如果是正方向上的UGS瞬態(tài)電壓,設(shè)備也可能導(dǎo)通錯(cuò)誤。為此,應(yīng)適當(dāng)降低柵極驅(qū)動(dòng)電路的阻抗,并在柵極和源極之間并聯(lián)一個(gè)阻尼電阻或一個(gè)穩(wěn)壓約20V的調(diào)壓器。必須特別注意防止開(kāi)門(mén)操作。
3、SOA失效(電流失效)
SOA失效是指電源在運(yùn)行時(shí)異常的大電流和電壓同時(shí)疊加在MOSFET上面,造成瞬時(shí)局部發(fā)熱而導(dǎo)致的破壞模式?;蛘呤切酒c散熱器及封裝不能及時(shí)達(dá)到熱平衡導(dǎo)致熱積累,持續(xù)的發(fā)熱使溫度超過(guò)氧化層限制而導(dǎo)致的熱擊穿模式。
SOA失效的預(yù)防措施:(1)確保在最差條件下,MOSFET的所有功率限制條件均在SOA限制線以內(nèi)。(2)將OCP功能一定要做精確細(xì)致。
4、靜電失效
靜電的基本物理特性是:有吸引力或斥力;有電場(chǎng),與地球有電位差;產(chǎn)生放電電流。
靜電失效預(yù)防措施:MOS電路輸入端的保護(hù)二極管在通電時(shí)的電流容限為1毫安。當(dāng)可能出現(xiàn)過(guò)大的瞬時(shí)輸入電流(大于10mA)時(shí),輸入保護(hù)電阻應(yīng)串聯(lián),同時(shí),由于保護(hù)電路吸收的瞬時(shí)能量有限,過(guò)大的瞬時(shí)信號(hào)和過(guò)高的靜電電壓會(huì)使保護(hù)電路失效。因此,在焊接過(guò)程中,烙鐵必須可靠接地,以防止設(shè)備輸入端子泄漏。一般使用時(shí),斷電后,可利用烙鐵的余熱進(jìn)行焊接,其接地腳應(yīng)先焊好。
5、體二極管故障
在橋式、LLC等有用到體二極管進(jìn)行續(xù)流的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,由于體二極管遭受破壞而導(dǎo)致的失效。在不同的拓?fù)浜碗娐分?,MOS管具有不同的作用。例如,在LLC中,體二極管的速度也是影響MOS管可靠性的一個(gè)重要因素。由于二極管本身是寄生參數(shù),因此很難區(qū)分漏源體二極管故障和漏源電壓故障。二極管故障的解決方案主要是通過(guò)結(jié)合自身電路來(lái)分析。