【经验】一文解析6大原因导致MOS管失效

2022-03-05 杜因特
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本文杜因特为工程师整理6大原因导致MOS管失效,导致MOS管失效原因有雪崩失效、SOA失效、体二极管失效、静电失效、栅极电压失效、谐振失效等。


1、雪崩失效

电压失效,MOS管工作时,VDS电压长时间超过MOS管的标称电压后,导致MOS管失效的现象叫雪崩失效,也叫电压击穿


预防办法

l MOS管选型时,耐压要留足的余量

l 加吸收电路,吸收过高的VDS尖峰

l PCB布线时,尽量缩短,减小寄生电感

l 选择合理的驱动电阻,兼顾开关速度


2、SOA失效

属于电流失效的范围,高电压和大电流同时加在MOS管上面,导致MOS管表面温度瞬间升高,超出了MOS管正常工作的 温度范围(150度),导致MOS管内部结构损坏。


预防办法

l 选型时,提高电流余量尽量选用封装体积大的MOS管MOS管尽量加散热器,改善散热条件,降低器件的工作文度。

l 产品设计时,需要注意过流和过载环路的反应时间,避免反应超时导致SOA失效。


3、体二极管失效

在半桥 全桥,同步整流电路中会存在MOS管的体二极管恢复问题,如果恢复时间过长,会导致MOS管失效。


预防办法

l 选用恢复时间较小的MOS管

l 优化设计电路


4、静电失效

MOS管栅极由一层极薄的二氧化硅薄膜构成,很容易因静电引起的栅极高压而击穿。


预防办法

l 制程中 注意静电防控,作业人员要带静电环,相关设备需要接地。

l MOS管运输储藏过程,需要用防静电袋。


5、栅极电压失效

MOS管的栅极电压范围一般是正负20v、或者正负30v,超出后极易导致MOS管栅极损坏。


预防办法

l 建议在设计时加稳压管

l 在有栅极驱动变压器驱动的电路中需要注意驱动电压的变化,以防超出MOS管栅极的安全工作电压范围。


6、谐振失效

谐振即为自激震荡,可以导致MOS管工作频率很高。


预防办法

l PCB布线时,走线需要尽量短,尤其是MOS管驱动信号线。

l 驱动回路中串联电阻,以增大阻尼。

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