MOS管失效原因分析

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯MOS管失效原因分析 目前在市場(chǎng)應(yīng)用方面，排名第一的是消費(fèi)類(lèi)電子電源適配器產(chǎn)品。而MOS管的應(yīng)用領(lǐng)域排名其次的是計(jì)算機(jī)主板、NB、計(jì)算機(jī)類(lèi)適配器、LCD顯示器等產(chǎn)品，隨著國(guó)情的進(jìn)展計(jì)算機(jī)主板、計(jì)算機(jī)類(lèi)適配器、LCD顯示器對(duì)MOS管的需求有要超過(guò)消費(fèi)類(lèi)電子電源適配器的現(xiàn)象了。 第三的就屬網(wǎng)絡(luò)通信、工業(yè)掌握、汽車(chē)電子以及電力設(shè)備領(lǐng)域了，這些產(chǎn)品對(duì)于MOS管的需求也是很大的，特殊是現(xiàn)在汽車(chē)電子對(duì)于MOS管的需求直追消費(fèi)類(lèi)電子了。 下面對(duì)MOS失效的緣由總結(jié)以下六點(diǎn)，然后對(duì)1，2重點(diǎn)進(jìn)行分析： 1：雪崩失效（電壓失效），也就是我們常說(shuō)的漏源間的BVdss電壓超過(guò)MO

2、SFET的額定電壓，并且超過(guò)達(dá)到了肯定的力量從而導(dǎo)致MOSFET失效。 2：SOA失效（電流失效），既超出MOSFET平安工作區(qū)引起失效，分為Id超出器件規(guī)格失效以及Id過(guò)大，損耗過(guò)高器件長(zhǎng)時(shí)間熱積累而導(dǎo)致的失效。 3：體二極管失效：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，由于體二極管患病破壞而導(dǎo)致的失效。 4：諧振失效：在并聯(lián)使用的過(guò)程中，柵極及電路寄生參數(shù)導(dǎo)致震蕩引起的失效。 5：靜電失效：在秋冬季節(jié)，由于人體及設(shè)備靜電而導(dǎo)致的器件失效。 6：柵極電壓失效：由于柵極患病特別電壓尖峰，而導(dǎo)致柵極柵氧層失效。 雪崩失效分析（電壓失效） 究竟什么是雪崩失效呢，簡(jiǎn)潔來(lái)說(shuō)MOSFET在電

3、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(tǒng)電壓疊加在MOSFET漏源之間，導(dǎo)致的一種失效模式。簡(jiǎn)而言之就是由于就是MOSFET漏源極的電壓超過(guò)其規(guī)定電壓值并達(dá)到肯定的能量限度而導(dǎo)致的一種常見(jiàn)的失效模式。 下面的圖片為雪崩測(cè)試的等效原理圖，做為電源工程師可以簡(jiǎn)潔了解下。 可能我們常常要求器件生產(chǎn)廠家對(duì)我們電源板上的MOSFET進(jìn)行失效分析，大多數(shù)廠家都僅僅給一個(gè)EAS.EOS之類(lèi)的結(jié)論，那么究竟我們?cè)趺磪^(qū)分是否是雪崩失效呢，下面是一張經(jīng)過(guò)雪崩測(cè)試失效的器件圖，我們可以進(jìn)行對(duì)比從而確定是否是雪崩失效。 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。詳細(xì)

4、可以參考以下的方式來(lái)處理。 1：合理降額使用，目前行業(yè)內(nèi)的降額一般選取80%-95%的降額，詳細(xì)狀況依據(jù)企業(yè)的保修條款及電路關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行選取。 2：合理的變壓器反射電壓。 3：合理的RCD及TVS汲取電路設(shè)計(jì)。 4：大電流布線盡量采納粗、短的布局結(jié)構(gòu)，盡量削減布線寄生電感。 5：選擇合理的柵極電阻Rg。 6：在大功率電源中，可以依據(jù)需要適當(dāng)?shù)募尤隦C減震或齊納二極管進(jìn)行汲取。 SOA失效（電流失效） 再簡(jiǎn)潔說(shuō)下其次點(diǎn)，SOA失效 SOA失效是指電源在運(yùn)行時(shí)特別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。或者是芯片與散熱器及封裝不能準(zhǔn)時(shí)達(dá)到熱平衡導(dǎo)致熱積累，持續(xù)的發(fā)

5、熱使溫度超過(guò)氧化層限制而導(dǎo)致的熱擊穿模式。 關(guān)于SOA各個(gè)線的參數(shù)限定值可以參考下面圖片。 1：受限于最大額定電流及脈沖電流 2：受限于最大節(jié)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(gè)脈沖電流。 5：擊穿電壓BVDSS限制區(qū) 我們電源上的MOSFET，只要保證能器件處于上面限制區(qū)的范圍內(nèi)，就能有效的規(guī)避由于MOSFET而導(dǎo)致的電源失效問(wèn)題的產(chǎn)生。 這個(gè)是一個(gè)非典型的SOA導(dǎo)致失效的一個(gè)解刨圖，由于去過(guò)鋁，可能看起來(lái)不那么直接，參考下。 SOA失效的預(yù)防措施： 1：確保在最差條件下，MOSFET的全部功率限制條件均在SOA限制線以?xún)?nèi)。 2：將OCP功能肯定要做精確細(xì)致

6、。 在進(jìn)行OCP點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，一般可能會(huì)取1.1-1.5倍電流余量的工程師居多，然后就依據(jù)IC的愛(ài)護(hù)電壓比如0.7V開(kāi)頭調(diào)試RSENSE電阻。有些有閱歷的人會(huì)將檢測(cè)延遲時(shí)間、CISS對(duì)OCP實(shí)際的影響考慮在內(nèi)。但是此時(shí)有個(gè)更值得關(guān)注的參數(shù)，那就是MOSFET的Td（off）。它究竟有什么影響呢，我們看下面FLYBACK電流波形圖（圖形不是太清晰，非常愧疚，建議雙擊放大觀看）。 從圖中可以看出，電流波形在快到電流尖峰時(shí)，有個(gè)下跌，這個(gè)下跌點(diǎn)后又有一段的上升時(shí)間，這段時(shí)間其本質(zhì)就是IC在檢測(cè)到過(guò)流信號(hào)執(zhí)行關(guān)斷后，MOSFET本身也開(kāi)頭執(zhí)行關(guān)斷，但是由于器件本身的關(guān)斷延遲，因此電流會(huì)有個(gè)二次上升平臺(tái)，假如二次上升平臺(tái)過(guò)大，那么在變壓器余量設(shè)計(jì)不足時(shí)，