上一篇列了幾點(diǎn)MOS管會(huì)失效的原因，這一些篇我們來(lái)看看MOS管失效的解決方案。

MOS管電壓失效

是MOSFET漏源極的電壓超過(guò)其規(guī)定電壓值并達(dá)到一定的能量限度，從而導(dǎo)致的一種失效模式。

因此我們用預(yù)防的方案來(lái)解決

1、合理降額使用，目前行業(yè)內(nèi)的降額一般選取80%-95%的降額，具體情況根據(jù)企業(yè)的保修條款及電路關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行選取。

2、變壓器反射電壓的合理應(yīng)用。

3、RCD和TVS合理的吸收電路設(shè)計(jì)。

4、大電流布線盡量采用粗及短的布局結(jié)構(gòu)，盡量減少布線寄生電感。

5、柵極電阻Rg選擇合理的產(chǎn)品。

6、使用大功率電源時(shí)，根據(jù)需求適當(dāng)?shù)募尤?/span>RC減震或齊納二極管進(jìn)行吸收。

 

MOS管靜電失效

靜電的基本物理特征是有吸引或排斥的力量；有電場(chǎng)存在，與大地有電位差；會(huì)產(chǎn)生放電電流。這三種情形會(huì)對(duì)電子元器件造成影響：

1、元件吸附灰塵，改變線路間的阻抗，從而影響元器件功能和壽命。

2、因電場(chǎng)或電流破壞元器件絕緣層和導(dǎo)體，使元器件被完全破壞。

3、因瞬間的電場(chǎng)軟擊穿或電流產(chǎn)生過(guò)熱，使元器件受傷，使壽命變短。

失效的預(yù)防方案：

1、MOS管電路輸入端的保護(hù)二極管，它導(dǎo)通時(shí)電流容限一般為1mA 在可能出現(xiàn)過(guò)大瞬態(tài)輸入電流（超過(guò)10mA）時(shí)，應(yīng)串接輸入保護(hù)電阻。

2、如果129#在初期設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有加入保護(hù)電阻，可能導(dǎo)致MOS管被擊穿的主因，可以通過(guò)更換一個(gè)內(nèi)部有保護(hù)電阻，可防止失效。

3、因保護(hù)電路吸收的瞬間能量有限，太大的瞬間信號(hào)和過(guò)高的靜電電壓將使保護(hù)電路失去作用。因此焊接時(shí)電烙鐵必須接地，以防漏電擊穿器件輸入端，使用時(shí)，斷電后利用電烙鐵的余熱進(jìn)行焊接，且先焊其接地管腳。

 

MOS管諧振失效

1、并聯(lián)功率MOS FET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。

2、高速反復(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。

3、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(in)的振動(dòng)電壓，4、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(guò)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。

失效預(yù)防方案:

電阻可以抑制振蕩, 是阻尼的作用，可柵極串接一個(gè)小電阻, 不能解決振蕩阻尼問(wèn)題，最主要的是驅(qū)動(dòng)電路阻抗匹配和調(diào)節(jié)功率管開關(guān)時(shí)間的因素。

 

MOS管柵極電壓失效

柵極的異常高壓來(lái)源主要有以下3種原因：

1：在生產(chǎn)、運(yùn)輸、裝配過(guò)程中的靜電。

2：由器件及電路寄生參數(shù)在電源系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生的高壓諧振。

3：在高壓沖擊時(shí)，高電壓通過(guò)Ggd傳輸?shù)綎艠O

失效的預(yù)防方案:

1、柵源間的過(guò)電壓保護(hù)，如果柵源間的阻抗過(guò)高，則漏源間電壓突變會(huì)通過(guò)極間電容耦合到柵極，會(huì)產(chǎn)生很高的UGS電壓過(guò)沖，因此引起柵極氧化層永久性損壞，如果是正方向的UGS瞬態(tài)電壓還會(huì)導(dǎo)致器件的誤導(dǎo)通。因此適當(dāng)降低柵極驅(qū)動(dòng)電路的阻抗，在柵源之間并接阻尼電阻或并接穩(wěn)壓值約20V的穩(wěn)壓管，并要防止柵極開路工作。

2、是漏極間的過(guò)電壓防護(hù)。如果電路中有電感性負(fù)載，則當(dāng)器件關(guān)斷時(shí)，漏極電流的突變(di/dt)會(huì)產(chǎn)生比電源電壓高的多的漏極電壓過(guò)沖，導(dǎo)致器件損壞。應(yīng)采取穩(wěn)壓管箝位，RC箝位或RC抑制電路等保護(hù)措施。

 

MOS管電流失效

一種是指電源在運(yùn)行時(shí)異常的大電流和電壓同時(shí)疊加在MOSFET上面，造成瞬時(shí)局部發(fā)熱而導(dǎo)致的破壞模式。

另一種是芯片與散熱器及封裝不能及時(shí)達(dá)到熱平衡導(dǎo)致熱積累，持續(xù)的發(fā)熱使溫度超過(guò)氧化層限制而導(dǎo)致的熱擊穿模式。

 
預(yù)防方案：

1、確保MOSFET所有功率限制條件均在SOA限制線以內(nèi)。

2、將OCP功能做精確。

3、合理的熱設(shè)計(jì)余量。

 

體二極管失效

漏源間的體二極管失效和漏源電壓失效，由于二極管本身屬于寄生參數(shù)，失效后難以區(qū)分軀體失效的原因，預(yù)防方案差異大，還是要看具體結(jié)合電路分析。

一般情況下失效預(yù)防方案：

MOS管的D和S本質(zhì)上是對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，只是溝道的兩個(gè)接點(diǎn)。但是由于溝道的開啟和關(guān)閉涉及到柵極和襯底之間的電場(chǎng)，那么就需要給襯底一個(gè)確定的電位。又因?yàn)?/span>MOS管只有3個(gè)管腳，所以需要把襯底接到另外兩個(gè)管腳之一。那么接了襯底的管腳就是S了，沒(méi)接襯底的管腳就是D，我們應(yīng)用時(shí)，S的電位往往是穩(wěn)定的。在集成電路中，比如CMOS中或者還有模擬開關(guān)中，由于芯片本身有電源管腳，所以那些MOS管的襯底并不和管腳接在一起，而是直接接到電源的VCC或者VEE，這時(shí)候D和S就沒(méi)有任何區(qū)別了。