今天給大家講一下關于MOS管燒毀的原因,文字比較多點,不容易讀,希望大家可以認真看完。
MOS 管可能會遭受與其他功率器件相同的故障,例如過電壓(半導體的雪崩擊穿)、過電流(鍵合線或者襯底熔化)、過熱(半導體材料由于高溫而分解)。更具體的故障包括柵極和管芯其余部分之前的極薄氧化物擊穿,這可能發(fā)生在相對于漏極或者源極的任何過量柵極電壓中,可能是在低至10V-15V 時發(fā)生,電路設計必須將其限制在安全水平。還有可能是功率過載,超過絕對最大額定值和散熱不足,都會導致MOS管發(fā)生故障。
MOS管對過壓的耐受性非常小,即使超出額定電壓僅幾納秒,也可能導致設備損壞。MOS管的額定電壓應保守地考慮預期的電壓水平,并應特別注意抑制任何電壓尖峰或振鈴。
由于導通電阻相對較高,高平均電流會在MOS管中引起相當大的熱耗散。如果電流非常高且散熱不良,則MOS管可能會因溫升過高而損壞。MOS管可以直接并聯(lián)以共享高負載電流。
持續(xù)時間短、大電流過載會導致MOS管器件逐漸損壞,但是在故障發(fā)生前MOS管的溫度幾乎沒有明顯升高,不太能察覺出來。(也可以看下面分析的直通和反向恢復部分)
如果兩個相對MOS管的控制信號重疊,則可能會出現(xiàn)兩個MOS管同時導通的情況,這會使電源短路,也就是擊穿條件。如果發(fā)生這種情況,每次發(fā)生開關轉(zhuǎn)換時,電源去耦電容都會通過兩個器件快速放電,這會導致通過兩個開關設備的電流脈沖非常短但非常強。通過允許開關轉(zhuǎn)換之間的死區(qū)時間(在此期間兩個MOS管均不導通),可以最大限度地減少發(fā)生擊穿的機會,這允許一個MOS管在另一個MOS管打開之前關閉。
當通過任何電感負載(例如特斯拉線圈)切換電流時,電流關閉時會產(chǎn)生反電動勢。在兩個開關設備都沒有承載負載電流時,必須為此電流提供續(xù)流路徑。該電流通常通過與每個開關器件反并聯(lián)連接的續(xù)流二極管安全地引導回電源軌道。當MOS管用作開關器件時,工程師可以簡單獲得MOS管固有體二極管形式的續(xù)流二極管,這解決了一個問題,但創(chuàng)造了一個全新的問題......
諸如特斯拉線圈之類的高 Q 諧振電路能夠在其電感和自電容中存儲大量能量。在某些調(diào)諧條件下,當一個MOS管關閉而另一個器件打開時,這會導致電流“續(xù)流”通過 MOS管的內(nèi)部體二極管。這個原本不是什么問題,但當對面的MOS管試圖開啟時,內(nèi)部體二極管的緩慢關斷(或反向恢復)就會出現(xiàn)問題。與MOS管 自身的性能相比,MOS管 體二極管通常具有較長的反向恢復時間。如果一個 MOS管的體二極管在對立器件開啟時導通,則類似于上述擊穿情況發(fā)生“短路”。這個問題通??梢酝ㄟ^在每個MOS管周圍添加兩個二極管來緩解。首先,肖特基二極管與MOS管源極串聯(lián),肖特基二極管可防止MOS管體二極管被續(xù)流電流正向偏置。其次,高速(快速恢復)二極管并聯(lián)到MOS管/肖特基對,以便續(xù)流電流完全繞過MOS管和肖特基二極管。這確保了MOS管體二極管永遠不會被驅(qū)動導通,續(xù)流電流由快恢復二極管處理,快恢復二極管較少出現(xiàn)“擊穿”問題。