詳解功率MOS管的五種損壞模式
發布時間:2018-11-08 責任編輯:lina
【導讀】如果在漏極-源極間外加超出器件額定VDSS的電湧電壓,而且達到擊穿電壓V(BR)DSS (根據擊穿電流其值不同),並超出一定的能量後就發生破壞的現象。
第一種:雪崩破壞
如果在漏極-源極間外加超出器件額定VDSS的電湧電壓,而且達到擊穿電壓V(BR)DSS (根據擊穿電流其值不同),並超出一定的能量後就發生破壞的現象。
在介質負載的開關運行斷開時產生的回掃電壓,或者由漏磁電感產生的尖峰電壓超出功率MOSFET的漏極額定耐壓並進入擊穿區而導致破壞的模式會引起雪崩破壞。
典型電路:

第二種:器件發熱損壞
由超出安全區域引起發熱而導致的。發熱的原因分為直流功率和瞬態功率兩種。
直流功率原因:外加直流功率而導致的損耗引起的發熱
●導通電阻RDS(on)損耗(高溫時RDS(on)增大,導致一定電流下,功耗增加)
●由漏電流IDSS引起的損耗(和其他損耗相比極小)
瞬態功率原因:外加單觸發脈衝
●負載短路
●開關損耗(接通、斷開) *(與溫度和工作頻率是相關的)
●內置二極管的trr損耗(上下橋臂短路損耗)(與溫度和工作頻率是相關的)
器qi件jian正zheng常chang運yun行xing時shi不bu發fa生sheng的de負fu載zai短duan路lu等deng引yin起qi的de過guo電dian流liu,造zao成cheng瞬shun時shi局ju部bu發fa熱re而er導dao致zhi破po壞huai。另ling外wai,由you於yu熱re量liang不bu相xiang配pei或huo開kai關guan頻pin率lv太tai高gao使shi芯xin片pian不bu能neng正zheng常chang散san熱re時shi,持chi續xu的de發fa熱re使shi溫wen度du超chao出chu溝gou道dao溫wen度du導dao致zhi熱re擊ji穿chuan的de破po壞huai。


第三種:內置二極管破壞
在DS端間構成的寄生二極管運行時,由於在Flyback時功率MOSFET的寄生雙極晶體管運行,導致此二極管破壞的模式。

第四種:由寄生振蕩導致的破壞
此破壞方式在並聯時尤其容易發生
在並聯功率MOS FET時未插入柵極電阻而直接連接時發生的柵極寄生振蕩。高速反複接通、斷開漏極-源極電壓時,在由柵極-漏極電容Cgd(Crss)和柵極引腳電感Lg形成的諧振電路上發生此寄生振蕩。當諧振條件(ωL=1/ωC)成立時,在柵極-源極間外加遠遠大於驅動電壓Vgs(in)的振動電壓,由於超出柵極-源極間額定電壓導致柵極破壞,或者接通、斷開漏極-源極間電壓時的振動電壓通過柵極-漏極電容Cgd和Vgs波形重疊導致正向反饋,因此可能會由於誤動作引起振蕩破壞。

第五種:柵極電湧、靜電破壞
主要有因在柵極和源極之間如果存在電壓浪湧和靜電而引起的破壞,即柵極過電壓破壞和由上電狀態中靜電在GS兩端(包括安裝和和測定設備的帶電)而導致的柵極破壞。

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