關(guān)于MOS管失效的六大原因分析
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)域排名第二的是計(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)情的發(fā)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)控制、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,特別是現(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失效的原因總結(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)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。
2:SOA失效(電流失效),既超出MOSFET安全工作區(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,由于體二極管遭受破壞而導(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:由于柵極遭受異常電壓尖峰,而導(dǎo)致柵極柵氧層失效。
雪崩失效分析(電壓失效)
到底什么是雪崩失效呢,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)MOSFET在電源板上由于母線(xiàn)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)到一定的能量限度而導(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)單了解下。
可能我們經(jīng)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,那么到底我們?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。具體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,具體情況根據(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吸收電路設(shè)計(jì)。
4:大電流布線(xiàn)盡量采用粗、短的布局結(jié)構(gòu),盡量減少布線(xiàn)寄生電感。
5:選擇合理的柵極電阻Rg。
6:在大功率電源中,可以根據(jù)需要適當(dāng)?shù)募尤隦C減震或齊納二極管進(jìn)行吸收。