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這個(gè)MOS管，好像一條菜狗哎

時(shí)間：2021-09-10 16:36:57
關(guān)鍵字： MOS管   
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[導(dǎo)讀]對(duì)于攻城獅而言，MOS管算不上陌生，遇到電源設(shè)計(jì)或者驅(qū)動(dòng)方面的電路，難免會(huì)用到它，當(dāng)然，MOS管也有很多種類和作用。其實(shí)MOS管是一個(gè)ESD敏感器件，它本身的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場(chǎng)或靜電的感應(yīng)而帶電，又因在靜電較強(qiáng)的場(chǎng)合難于泄放電荷，容易引起...

對(duì)于攻城獅而言，MOS管算不上陌生，遇到電源設(shè)計(jì)或者驅(qū)動(dòng)方面的電路，難免會(huì)用到它，當(dāng)然，MOS管也有很多種類和作用。

其實(shí)MOS管是一個(gè)ESD敏感器件，它本身的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場(chǎng)或靜電的感應(yīng)而帶電，又因在靜電較強(qiáng)的場(chǎng)合難于泄放電荷，容易引起靜電擊穿，所以很菜！

01靜電擊穿有兩種方式
  • 一是電壓型，即柵極的薄氧化層發(fā)生擊穿，形成針孔，使柵極和源極間短路，或者使柵極和漏極間短路；

  • 二是功率型，即金屬化薄膜鋁條被熔斷，造成柵極開路或者是源極開路。

現(xiàn)在的mos管沒有那么容易被擊穿，尤其是大功率的vmos，主要是不少都有二極管保護(hù)，vmos柵極電容大，所以感應(yīng)不出高壓，若是冬天碰3DO型的mos管不帶防靜電手環(huán)，基本上摸一個(gè)掛一個(gè)。與干燥的北方不同，南方潮濕不易產(chǎn)生靜電，還有就是現(xiàn)在大多數(shù)CMOS器件內(nèi)部已經(jīng)增加了IO口保護(hù)，但用手直接接觸CMOS器件管腳不是好習(xí)慣，至少使管腳可焊性變差。靜電放電形成的是短時(shí)的大電流，放電脈沖的時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)小于器件散熱的時(shí)間常數(shù)，因此，當(dāng)靜電放電電流通過面積很小的pn結(jié)或肖特基結(jié)時(shí)，將產(chǎn)生很大的瞬間功率密度，形成局部過熱。這有可能使局部結(jié)溫達(dá)到甚至超過材料的本征溫度，使結(jié)區(qū)局部或多處熔化導(dǎo)致pn結(jié)短路，器件徹底失效，這種失效的發(fā)生與否，主要取決于器件內(nèi)部區(qū)域的功率密度，功率密度越小，說明器件越不易受到損傷。反偏pn結(jié)比正偏pn結(jié)更容易發(fā)生熱致失效，在反偏條件下使結(jié)損壞所需要的能量只有正偏條件下的十分之一左右。這是因?yàn)榉雌珪r(shí)，大部分功率消耗在結(jié)區(qū)中心，而正偏時(shí)，則多消耗在結(jié)區(qū)外的體電阻上。對(duì)于雙極器件，通常發(fā)射結(jié)的面積比其它結(jié)的面積都小，而且結(jié)面也比其它結(jié)更靠近表面，所以常常觀察到的是發(fā)射結(jié)的退化。此外，擊穿電壓高于100V或漏電流小于1nA的pn結(jié)(如JFET的柵結(jié))，比類似尺寸的常規(guī)pn結(jié)對(duì)靜電放電更加敏感。所有的東西是相對(duì)的，不是絕對(duì)的，MOS管只是相對(duì)其它的器件要敏感些，ESD有一個(gè)很大的特點(diǎn)就是隨機(jī)性，并不是沒有碰到MOS管都能夠把它擊穿，另外，就算是產(chǎn)生ESD，也不一定會(huì)把管子擊穿。02靜電的基本物理特征
  • 有吸引或排斥的力量;

  • 有電場(chǎng)存在，與大地有電位差;
  • 會(huì)產(chǎn)生放電電流。
這三種情形，即ESD一般會(huì)對(duì)電子元件造成以下三種情形的影響：
  1. 電子元件吸附灰塵，改變線路間的阻抗，影響元件的功能和壽命;
  2. 因電場(chǎng)或電流破壞元件絕緣層和導(dǎo)體，使元件不能工作(完全破壞);
  3. 因瞬間的電場(chǎng)軟擊穿或電流產(chǎn)生過熱，使元件受傷，雖然仍能工作，但是壽命受損。
所以ESD對(duì)MOS管的損壞可能是一和三這兩種情況，并不一定每次都是第二種情況，上述這三種情況中，如果元件完全破壞，必能在生產(chǎn)及品質(zhì)測(cè)試中被察覺而排除，影響較少。
如果元件輕微受損，在正常測(cè)試中不易被發(fā)現(xiàn)，在這種情形下，常會(huì)因經(jīng)過多次加工，甚至已在使用時(shí)，才被發(fā)現(xiàn)破壞，不但檢查不易，而且損失亦難以預(yù)測(cè)，靜電對(duì)電子元件產(chǎn)生的危害不亞于嚴(yán)重火災(zāi)和爆炸事故的損失。03MOS管被擊穿的原因及解決方案第一、MOS管本身的輸入電阻很高，而柵源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場(chǎng)或靜電的感應(yīng)而帶電，而少量電荷就可在極間電容上形成相當(dāng)高的電壓 (U=Q/C)，將管子損壞。雖然MOS輸入端有抗靜電的保護(hù)措施，但仍需小心對(duì)待，在存儲(chǔ)和運(yùn)輸中最好用金屬容器或者導(dǎo)電材料包裝，不要放在易產(chǎn)生靜電高壓的化工材料或化纖織物中。組裝調(diào)試時(shí)，工具、儀表、工作臺(tái)等均應(yīng)良好接地，要防止操作人員的靜電干擾造成的損壞，如不宜穿尼龍、化纖衣服，手或工具在接觸集成塊前最好也先接一下地。第二、MOS電路輸入端的保護(hù)二極管，其通時(shí)電流容限一般為1mA，在可能出現(xiàn)過大瞬態(tài)輸入電流(超過10mA)時(shí)，應(yīng)串接輸入保護(hù)電阻，因此應(yīng)用時(shí)可選擇一個(gè)內(nèi)部有保護(hù)電阻的MOS管應(yīng)。還有，由于保護(hù)電路吸收的瞬間能量有限，太大的瞬間信號(hào)和過高的靜電電壓將使保護(hù)電路失去作用，所以焊接時(shí)電烙鐵必須可靠接地，以防漏電擊穿器件輸入端，一般使用時(shí)，可斷電后利用電烙鐵的余熱進(jìn)行焊接，并先焊其接地管腳。MOS管是電壓驅(qū)動(dòng)元件，所以對(duì)電壓很敏感，懸空的G很容易接受外部干擾使MOS導(dǎo)通，外部干擾信號(hào)對(duì)G-S結(jié)電容充電，這個(gè)微小的電荷可以儲(chǔ)存很長時(shí)間。在試驗(yàn)中G懸空很危險(xiǎn)，很多就因?yàn)檫@樣爆管，G接個(gè)下拉電阻對(duì)地，旁路干擾信號(hào)就不會(huì)直通了，一般可以10~20K，這個(gè)電阻稱為柵極電阻。
  • 作用1：為場(chǎng)效應(yīng)管提供偏置電壓;
  • 作用2：起到瀉放電阻的作用(保護(hù)柵極G~源極S)。
第一個(gè)作用好理解，這里解釋一下第二個(gè)作用的原理：保護(hù)柵極G，源極S，場(chǎng)效應(yīng)管的G-S極間的電阻值是很大的，這樣只要有少量的靜電就能使他的G-S極間的等效電容兩端產(chǎn)生很高的電壓，如果不及時(shí)把這些少量的靜電瀉放掉，他兩端的高壓就有可能使場(chǎng)效應(yīng)管產(chǎn)生誤動(dòng)作，甚至有可能擊穿其G-S極。這時(shí)柵極與源極之間加的電阻就能把上述的靜電瀉放掉，從而起到了保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管的作用。所以當(dāng)MOS管被擊穿時(shí)，你應(yīng)該知道該怎么處理?。?！# 留言區(qū)福利 #
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