浅析功率型MOS管损坏模式

Posted 2021-01-21 lishenxin

　

　　一、雪崩破坏

　　如果在漏极-源极间外加超出器件额定VDSS的电涌电压，而且达到击穿电压V(BR)DSS(根据击穿电流其值不同),并超出一定的能量后就发生破坏的现象。

　　在1质负载的开关运行断开时产生的回扫电压，或者由漏磁电感产生的尖峰电压超出功率MOS管的漏极额定耐压并进入击穿区而导致破坏的模式会引起雪崩破坏。

　　典型电路:

       

　　二、器件发热损坏

　　由超出安全区域弓|起发热而导致的。发热的原因分为直流功率和瞬态功率两种。直流功率原因:外加直流功率而导致的损耗弓|起的发热

　　导通电阻RDS(on)损耗(高温时RDS(on)增大，导致一定电流下，功耗增加)由漏电流IDSS引起的损耗(和其他损耗相比极小)瞬态功率原因:外加单触发脉冲负载短路

　　开关损耗(接通、断开)*(与温度和工作频率是相关的)

　　MOS管的rr损耗(上下桥臂短路损耗)(与温度和工作频率是相关的)

　　器件正常运行时不发生的负载短路等弓|起的过电流，造成瞬时局部发热而导致破坏。另外，由于热量不相配或开关频率太高使芯片不能正常散热时，持续的发热使温度超出沟道温度导致热击穿的破坏。

       

　　三、内置二极管破坏

　　在DS端间构成的MOS管运行时，由于在Flyback时功率MOS管的寄生双极晶体管运行，导致此二极管破坏的模式。

       

　　四、由寄生振荡导致的破坏此破坏方式在并联时尤其容易发生

　　在并联功率MOS管时未插入栅极电阻而直接连接时发生的栅极寄生振荡。高速反复接通、断开漏极源极电压时，在由栅极-漏极电容Cgd(rss)和栅极引脚电感Lg形成的谐振电路上发生此寄生振荡。当谐振条件(wL=1/wC)成立时，在栅极源极间外加远远大于驱动电压Vgs(in)的振动电压，由于超出栅极-源极间额定电压导致栅极破坏,或者接通、断开漏极-源极间电压时的振动电压通过栅极漏极电容Cgd和Vgs波形重叠导致正向反馈，因此可能会由于误动作弓起振荡破坏。

       

　　五、栅极电涌、静电破坏

　　主要有因在栅极和源极之间如果存在电压浪涌和静电而弓起的破坏，即栅极过电压破坏和由上电状态中静电在GS两端(包括安装和和测定设备的带电)而导致的栅极破坏