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標題: MOS管損壞之謎，看完后疑惑終于解開了！ [打印本頁]

作者: 芻狗 時間: 2024-3-25 07:49
標題: MOS管損壞之謎，看完后疑惑終于解開了！

MOS開關原理（簡要）：

MOS是電壓驅動型器件，只要柵極和源級間給一個適當電壓，源級和漏級間通路就形成。這個電流通路的電阻被成為MOS內阻，就是導通電阻。這個內阻大小基本決定了MOS芯片能承受的最大導通電流（當然和其它因素有關，最有關的是熱阻），內阻越小承受電流越大（因為發熱小）。

MOS管在控制器電路中的工作狀態：

開通過程（由截止到導通的過渡過程）、導通狀態、關斷過程（由導通到截止的過渡過程）、截止狀態。

MOS管燒壞的原因主要損耗也對應這幾個狀態，開關損耗（開通過程和關斷過程），導通損耗，截止損耗（漏電流引起的，這個忽略不計），還有雪崩能量損耗。只要把這些損耗控制在MOS承受規格之內，MOS即會正常工作，超出承受范圍，即發生損壞。而開關損耗往往大于導通狀態損耗，不同MOS這個差距可能很大。

MOS損壞主要原因：

過流：持續大電流或瞬間超大電流引起的結溫過高而燒毀；

過壓：源漏過壓擊穿、源柵極過壓擊穿；
靜電：靜電擊穿，CMOS電路都怕靜電。

第一種：雪崩破壞

如果在漏極-源極間外加超出器件額定VDSS的電涌電壓，而且達到擊穿電壓V(BR)DSS （根據擊穿電流其值不同），并超出一定的能量后就發生破壞的現象。

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的漏極額定耐壓并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：外加單觸發脈沖

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）

器件正常運行時不發生的負載短路等引起的過電流，造成瞬時局部發熱而導致破壞。另外，由于熱量不相配或開關頻率太高使芯片不能正常散熱時，持續的發熱使溫度超出溝道溫度導致熱擊穿的破壞。買元器件現貨上唯樣商城！

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，由于在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

此破壞方式在并聯時尤其容易發生。在并聯功率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。高速反復接通、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-源極間外加遠遠大于驅動電壓Vgs(in)的振動電壓。由于超出柵極-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，因此可能會由于誤動作引起振蕩破壞。

第五種：柵極電涌、靜電破壞

主要有因在柵極和源極之間如果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。

總結

避免MOS因為器件發熱而造成的損壞，需要做好足夠的散熱設計。唯樣商城MOS管，贈品質量有保障。若通過增加散熱器和電路板的長度來供所有MOS管散熱，這樣就會增加機箱的體積，同時這種散熱結構，風量發散，散熱效果不好。

有些大功率逆變器MOS管會安裝通風紙來散熱，但安裝很麻煩。所以MOS管對散熱的要求很高，散熱條件分為最低和最高，即在運行中的散熱情況的上下浮動范圍。一般在選購的時候通常采用最差的散熱條件為標準，這樣在使用的時候就可以留出最大的安全余量，即使在高溫中也能確保系統的正常運行。

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