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                            MOS的6大失效原因 ,以及解決方案答案

                            信息來源:本站 日期:2017-06-06 

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                            MOS管是金屬(metal)—氧化物(oxide)—半導體(semiconductor)場效應晶體管,或者稱是金屬—絕緣體(insulator)—半導體。MOS管的source和drain是能夠對調的,他們都是在P型中構成的N型區。在多數狀況下,這個兩個區是一樣的,即便兩端對調也不會影響半導體器件的性能。這樣的器件被以為是對稱的。

                            目前在市場應用方面,排名第一的是消費類電子電源適配器產品。而MOS管的應用范疇排名第二的是計算機主板、NB、計算機類適配器、LCD顯現器等產品,隨著國情的開展計算機主板、計算機類適配器、LCD顯現器對MOS管的需求有要超越消費類電子電源適配器的現象了。

                            第三的就屬網絡通訊、工業控制、汽車電子以及電力設備范疇了,這些產品關于MOS管的需求也是很大的,特別是如今汽車電子關于MOS管的需求直追消費類電子了。

                            下面對MOS失效的緣由總結以下六點,然后對1,2重點停止剖析:

                            1:雪崩失效(電壓失效),也就是我們常說的漏源間的BVdss電壓超越MOSFET的額定電壓,并且超越到達了一定的才能從而招致MOSFET失效。

                            2:SOA失效(電流失效),既超出MOSFET平安工作區惹起失效,分為Id超出器件規格失效以及Id過大,損耗過高器件長時間熱積聚而招致的失效。

                            3:體二極管失效:在橋式、LLC等有用到體二極管停止續流的拓撲構造中,由于體二極管遭受毀壞而招致的失效。

                            4:諧振失效:在并聯運用的過程中,柵極及電路寄生參數招致震蕩惹起的失效。

                            5:靜電失效:在秋冬時節,由于人體及設備靜電而招致的器件失效。

                            6:柵極電壓失效:由于柵極遭受異常電壓尖峰,而招致柵極柵氧層失效。

                            雪崩失效剖析(電壓失效)

                            到底什么是雪崩失效呢,簡單來說MOSFET在電源板上由于母線電壓、變壓器反射電壓、漏感尖峰電壓等等系統電壓疊加在MOSFET漏源之間,招致的一種失效形式。簡而言之就是由于就是MOSFET漏源極的電壓超越其規則電壓值并到達一定的能量限度而招致的一種常見的失效形式。

                            下面的圖片為雪崩測試的等效原理圖,做為電源工程師能夠簡單理解下。

                            可能我們經常請求器件消費廠家對我們電源板上的MOSFET停止失效剖析,大多數廠家都僅僅給一個EAS.EOS之類的結論,那么到底我們怎樣辨別能否是雪崩失效呢,下面是一張經過雪崩測試失效的器件圖,我們能夠停止比照從而肯定能否是雪崩失效。

                            雪崩失效的預防措施

                            雪崩失效歸根結底是電壓失效,因而預防我們著重從電壓來思索。詳細能夠參考以下的方式來處置。

                            1:合理降額運用,目前行業內的降額普通選取80%-95%的降額,詳細狀況依據企業的保修條款及電路關注點停止選取。

                            2:合理的變壓器反射電壓。

                            3:合理的RCD及TVS吸收電路設計。

                            4:大電流布線盡量采用粗、短的規劃構造,盡量減少布線寄生電感。

                            5:選擇合理的柵極電阻Rg。

                            6:在大功率電源中,能夠依據需求恰當的參加RC減震或齊納二極管停止吸收。


                            SOA失效(電流失效)
                            再簡單說下第二點,SOA失效

                            SOA失效是指電源在運轉時異常的大電流和電壓同時疊加在MOSFET上面,形成瞬時部分發熱而招致的毀壞形式?;蛘呤切酒cMOS散熱器及封裝不能及時到達熱均衡招致熱積聚,持續的發熱使溫度超越氧化層限制而招致的熱擊穿形式。

                            關于SOA各個線的參數限定值能夠參考下面圖片。

                            1:受限于最大額定電流及脈沖電流
                            2:受限于最大節溫下的RDSON。
                            3:受限于器件最大的耗散功率。
                            4:受限于最大單個脈沖電流。

                            5:擊穿電壓BVDSS限制區

                            我們電源上的MOSFET,只需保證能器件處于上面限制區的范圍內,就能有效的躲避由于MOSFET而招致的電源失效問題的產生。這個是一個非典型的SOA招致失效的一個解刨圖,由于去過鋁,可能看起來不那么直接,參考下。

                            SOA失效的預防措施:

                            1:確保在最差條件下,MOSFET的一切功率限制條件均在SOA限制線以內。

                            2:將OCP功用一定要做準確細致。在停止OCP點設計時,普通可能會取1.1-1.5倍電流余量的工程師居多,然后就依據IC的維護電壓比方0.7V開端調試RSENSE電阻。有些有經歷的人會將檢測延遲時間、CISS對OCP實踐的影響思索在內。但是此時有個更值得關注的參數,那就是MOSFET的Td(off)。它到底有什么影響呢,我們看下面FLYBACK電流波形圖(圖形不是太分明,非常負疚,倡議雙擊放大觀看)。

                            從圖中能夠看出,電流波形在快到電流尖峰時,有個下跌,這個下跌點后又有一段的上升時間,這段時間其實質就是IC在檢測到過流信號執行關斷后,MOSFET自身也開端執行關斷,但是由于器件自身的關斷延遲,因而電流會有個二次上升平臺,假如二次上升平臺過大,那么在變壓器余量設計缺乏時,就極有可能產生磁飽和的一個電流沖擊或者電流超器件規格的一個失效。

                            3:合理的熱設計余量,這個就不多說了,各個企業都有本人的降額標準,嚴厲執行就能夠了,不行就加散熱器。


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