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圖解功率MOS管的損壞
文章來源:永阜康科技 更新時(shí)間:2021/11/12 12:24:00
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如果在漏極-源極間外加超出器件額定VDSS的電涌電壓,而且達(dá)到擊穿電壓V(BR)DSS (根據(jù)擊穿電流其值不同),并超出一定的能量后就發(fā)生破壞的現(xiàn)象。

在介質(zhì)負(fù)載的開關(guān)運(yùn)行斷開時(shí)產(chǎn)生的回掃電壓,或者由漏磁電感產(chǎn)生的尖峰電壓超出功率MOSFET的漏極額定耐壓并進(jìn)入擊穿區(qū)而導(dǎo)致破壞的模式會(huì)引起雪崩破壞。

典型電路:

第二種:器件發(fā)熱損壞

由超出安全區(qū)域引起發(fā)熱而導(dǎo)致的。發(fā)熱的原因分為直流功率和瞬態(tài)功率兩種。

直流功率原因:外加直流功率而導(dǎo)致?lián)p耗引起的發(fā)熱。

通電阻RDS(on)損耗(高溫時(shí)RDS(on)增大,導(dǎo)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。

瞬態(tài)功率原因:外加單觸發(fā)脈沖。

負(fù)載短路

開關(guān)損耗(接通、斷開)(與溫度和工作頻率相關(guān))

內(nèi)置二極管的trr損耗(上下橋臂短路損耗)(與溫度和工作頻率相關(guān))

器件正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)發(fā)生負(fù)載短路而引起過電流,造成瞬時(shí)局部發(fā)熱而導(dǎo)致破壞。另外,由于熱量不相配或開關(guān)頻率太高使芯片不能正常散熱時(shí),持續(xù)的發(fā)熱使溫度超出溝道溫度導(dǎo)致熱擊穿的破壞。

第三種:內(nèi)置二極管破壞

在DS端間構(gòu)成的寄生二極管運(yùn)行時(shí),由于在Flyback時(shí)功率MOSFET的寄生雙極晶體管運(yùn)行,

導(dǎo)致此二極管破壞的模式。

第四種:由寄生振蕩導(dǎo)致的破壞

此破壞方式在并聯(lián)時(shí)尤其容易發(fā)生。

在并聯(lián)功率MOSFET時(shí)未插入柵極電阻而直接連接時(shí)發(fā)生的柵極寄生振蕩。高頻率反復(fù)接通、斷開漏極—源極電壓時(shí),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(fā)生此寄生振蕩。當(dāng)諧振條件(ωL=1/ωC)成立時(shí),在柵極—源極間外加遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于驅(qū)動(dòng)電壓Vgs(Vin)的振動(dòng)電壓,由于超出柵極—源極間額定電壓導(dǎo)致柵極破壞,或者接通、斷開漏極—源極間電壓時(shí)的振動(dòng)電壓通過柵極—漏極電容Cgd和Vgs波形重疊導(dǎo)致正向反饋,因此可能會(huì)由于誤動(dòng)作引起振蕩破壞。

第五種:柵極電涌、靜電破壞

主要是在柵極和源極之間存在電壓浪涌和靜電而引起的破壞,即柵極過電壓破壞和由上電狀態(tài)中靜電在GS兩端(包括安裝和和測(cè)定設(shè)備的帶電)而導(dǎo)致的柵極破壞。

 
 
 
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