MOS管是金屬(metal)—氧化物(oxide)—半導(dǎo)體(semiconductor)場(chǎng)效應(yīng)晶體管,或許稱是金屬—絕緣體(insulator)—半導(dǎo)體。MOS管的source和drain是能夠?qū)φ{(diào)的,他們都是在P型backgate中構(gòu)成的N型區(qū)。在大都情況下,這個(gè)兩個(gè)區(qū)是一樣的,即便兩頭對(duì)調(diào)也不會(huì)影響器材的功用。這樣的器材被認(rèn)為是對(duì)稱的。
現(xiàn)在在商場(chǎng)運(yùn)用方面,排名榜首的是消費(fèi)類電子電源適配器產(chǎn)品。而MOS管的運(yùn)用范疇排名第二的是計(jì)算機(jī)主板、NB、計(jì)算機(jī)類適配器、LCD顯示器等產(chǎn)品,跟著國(guó)情的開(kāi)展計(jì)算機(jī)主板、計(jì)算機(jī)類適配器、LCD顯示器對(duì)MOS管的需求有要超越消費(fèi)類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)操控、轎車電子以及電力設(shè)備范疇了,這些產(chǎn)品關(guān)于MOS管的需求也是很大的,特別是現(xiàn)在轎車電子關(guān)于MOS管的需求直追消費(fèi)類電子了。
下面臨MOS失效的原因總結(jié)以下六點(diǎn),然后對(duì)1,2要點(diǎn)進(jìn)行剖析:
1:雪崩失效(電壓失效),也就是我們常說(shuō)的漏源間的BVdss電壓超越MOSFET的額定電壓,而且超越到達(dá)了必定的才能然后導(dǎo)致MOSFET失效。
2:SOA失效(電流失效),既超出MOSFET安全作業(yè)區(qū)引起失效,分為Id超出器材標(biāo)準(zhǔn)失效以及Id過(guò)大,損耗過(guò)高器材長(zhǎng)期熱堆集而導(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,因?yàn)轶w二極管遭受損壞而導(dǎo)致的失效。
4:諧振失效:在并聯(lián)運(yùn)用的過(guò)程中,柵極及電路寄生參數(shù)導(dǎo)致震動(dòng)引起的失效。
5:靜電失效:在秋冬時(shí)節(jié),因?yàn)槿梭w及設(shè)備靜電而導(dǎo)致的器材失效。
6:柵極電壓失效:因?yàn)闁艠O遭受反常電壓尖峰,而導(dǎo)致柵極柵氧層失效。
雪崩失效剖析(電壓失效)
究竟什么是雪崩失效呢,簡(jiǎn)略來(lái)說(shuō)MOSFET在電源板上因?yàn)槟妇€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)致的一種失效形式。簡(jiǎn)而言之就是因?yàn)榫褪荕OSFET漏源極的電壓超越其規(guī)則電壓值并到達(dá)必定的能量極限而導(dǎo)致的一種常見(jiàn)的失效形式。
下面的圖片為雪崩測(cè)驗(yàn)的等效原理圖,做為電源工程師能夠簡(jiǎn)略了解下。
可能我們經(jīng)常要求器材生產(chǎn)廠家對(duì)我們電源板上的MOSFET進(jìn)行失效剖析,大大都廠家都只是給一個(gè)EAS.EOS之類的定論,那么究竟我們?cè)鯓訁^(qū)別是否是雪崩失效呢,下面是一張通過(guò)雪崩測(cè)驗(yàn)失效的器材圖,我們能夠進(jìn)行對(duì)比然后確定是否是雪崩失效。
雪崩失效的防止措施
雪崩失效歸根結(jié)底是電壓失效,因而防止我們側(cè)重從電壓來(lái)考慮。詳細(xì)能夠參閱以下的方法來(lái)處理。
1:合理降額運(yùn)用,現(xiàn)在行業(yè)界的降額一般選取80%-95%的降額,詳細(xì)情況依據(jù)企業(yè)的保修條款及電路重視點(diǎn)進(jìn)行選取。
2:合理的變壓器反射電壓。
3:合理的RCD及TVS吸收電路規(guī)劃。
4:大電流布線盡量選用粗、短的布局結(jié)構(gòu),盡量削減布線寄生電感。
5:挑選合理的柵極電阻Rg。
6:在大功率電源中,能夠依據(jù)需要恰當(dāng)?shù)募尤隦C減震或齊納二極管進(jìn)行吸收。
SOA失效(電流失效)
再簡(jiǎn)略說(shuō)下第二點(diǎn),SOA失效
SOA失效是指電源在運(yùn)行時(shí)反常的大電流和電壓一起疊加在MOSFET上面,形成瞬時(shí)部分發(fā)熱而導(dǎo)致的損壞形式。或許是芯片與散熱器及封裝不能及時(shí)到達(dá)熱平衡導(dǎo)致熱堆集,繼續(xù)的發(fā)熱使溫度超越氧化層約束而導(dǎo)致的熱擊穿形式。
關(guān)于SOA各個(gè)線的參數(shù)限定值能夠參閱下面圖片。
1:受限于最大額定電流及脈沖電流
2:受限于最節(jié)操溫下的RDSON。
3:受限于器材最大的耗散功率。
4:受限于最大單個(gè)脈沖電流。
5:擊穿電壓BVDSS約束區(qū)
我們電源上的MOSFET,只需保證能器材處于上面約束區(qū)的范圍內(nèi),就能有效的躲避因?yàn)镸OSFET而導(dǎo)致的電源失效問(wèn)題的發(fā)生。
這個(gè)是一個(gè)非典型的SOA導(dǎo)致失效的一個(gè)解刨圖,因?yàn)槿ミ^(guò)鋁,可能看起來(lái)不那么直接,參閱下。
SOA失效的防止措施:
1:保證在最差條件下,MOSFET的所有功率約束條件均在SOA約束線以內(nèi)。
2:將OCP功用必定要做準(zhǔn)確詳盡。
在進(jìn)行OCP點(diǎn)規(guī)劃時(shí),一般可能會(huì)取1.1-1.5倍電流余量的工程師居多,然后就依據(jù)IC的維護(hù)電壓比方0.7V開(kāi)端調(diào)試RSENSE電阻。有些有經(jīng)驗(yàn)的人會(huì)將檢測(cè)推遲時(shí)間、CISS對(duì)OCP實(shí)踐的影響考慮在內(nèi)。可是此刻有個(gè)更值得重視的參數(shù),那就是MOSFET的Td(off)。它究竟有什么影響呢,我們看下面FLYBACK電流波形圖(圖形不是太清楚,非常抱愧,主張雙擊擴(kuò)大觀看)。
從圖中能夠看出,電流波形在快到電流尖峰時(shí),有個(gè)跌落,這個(gè)跌落點(diǎn)后又有一段的上升時(shí)間,這段時(shí)間其本質(zhì)就是IC在檢測(cè)到過(guò)流信號(hào)履行關(guān)斷后,MOSFET自身也開(kāi)端履行關(guān)斷,可是因?yàn)槠鞑淖陨淼年P(guān)斷推遲,因而電流會(huì)有個(gè)二次上升渠道,如果二次上升渠道過(guò)大,那么在變壓器余量規(guī)劃缺乏時(shí),就極有可能發(fā)生磁飽滿的一個(gè)電流沖擊或許電流超器材標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)失效。
3:合理的熱規(guī)劃余量,這個(gè)就不多說(shuō)了,各個(gè)企業(yè)都有自己的降額標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格履行就能夠了,不行就加散熱器。
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