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【討論】MOS管也可以自己保護(hù)

最近在選大功率線性穩(wěn)壓功率調(diào)整管時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)非常奇葩的問題。

測試過英飛凌的IGBT模塊，英飛凌的IGBT單管，中科君芯的IGBT單管，ST的MOS，F(xiàn)SC的MOS，英飛凌的MOS。。。。。

卻發(fā)現(xiàn)英飛凌的MOS居然可以自動保護(hù)，而且是可恢復(fù)式的。

先上測試波形：

TEK00021

輸入為15V，輸出為5V

這是輸出空載時(shí)的波形。

黃色為輸出電壓波形。

藍(lán)色為MOS的VGS波形。

粉色為輸出電流波形。

TEK00022

帶載到16A時(shí)還是非常穩(wěn)定的。

繼續(xù)加大電流：

TEK00023

電流到17A左右時(shí)，奇葩出現(xiàn)了。。。。。。。

VGS電壓開始慢慢上升，上升到13V左右，

而輸出電壓慢慢下降，下降到接近0V了，

而此時(shí)的電流卻還有有17A左右。

此時(shí)測得MOS的VDS電壓等于15V，也就是輸入電壓，把輸入電壓提高到25V，VDS也等于25V。

如果說MOS關(guān)斷了，那為什么輸出電流還有？

更奇葩的是MOS居然沒有壞，這個(gè)現(xiàn)象可以反復(fù)測試。

測試的是一顆英飛凌的IPW60R190C6 看其規(guī)格書中ID為20A左右，其Ptot為150W，

難道是說當(dāng)MOS的Ptot超過其標(biāo)稱值時(shí)會這樣保護(hù)，而且不會損壞MOS？

思索良久還是不解，特發(fā)帖上來請高手賜教。。。。

全部回復(fù)(120)
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2014-01-23 11:17
我是來頂帖子的
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zhenxiang
LV.10
3
2014-01-23 11:21
@電源網(wǎng)-源源
[圖片]我是來頂帖子的
沒見過這樣的MOS，我的理解管子上的功耗引起溫升超過極限值然后就擊穿了不可恢復(fù)。
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2014-01-23 11:22
@zhenxiang
沒見過這樣的MOS，我的理解管子上的功耗引起溫升超過極限值然后就擊穿了不可恢復(fù)。
我測試其他品牌的MOS和IGBT單管，不斷加大電流會擊穿熱死，但英飛凌的這顆卻會保護(hù)，很是不解。
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zhenxiang
LV.10
5
2014-01-23 11:31
@javike
我測試其他品牌的MOS和IGBT單管，不斷加大電流會擊穿熱死，但英飛凌的這顆卻會保護(hù)，很是不解。
那會做有刷電機(jī)驅(qū)動PWM調(diào)速，最大D=1 多只并聯(lián)的大MOS經(jīng)常有因?yàn)檫^熱擊穿的 沒一個(gè)能恢復(fù)的。 正品的FSC 
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2014-01-23 11:44
@zhenxiang
那會做有刷電機(jī)驅(qū)動PWM調(diào)速，最大D=1多只并聯(lián)的大MOS經(jīng)常有因?yàn)檫^熱擊穿的沒一個(gè)能恢復(fù)的。正品的FSC 

這個(gè)不像是過熱保護(hù)。

16A時(shí)長時(shí)間帶載都可以，一到17A就這樣了。

而且冷態(tài)18度環(huán)境下，突然帶載17A也會這樣，突然帶載25A也不會擊穿，還是這樣。

如果是過熱導(dǎo)致的，16A長時(shí)間帶載也應(yīng)該會過熱，但不會出現(xiàn)這個(gè)情況，

而且過熱在短時(shí)間內(nèi)反復(fù)測試時(shí)因?yàn)橛袩岱e累不應(yīng)該總是17A出現(xiàn)這個(gè)情況。

另外，過熱一般的表現(xiàn)會是擊穿不可恢復(fù)，而這個(gè)是可以反復(fù)測試不擊穿，

仔細(xì)一點(diǎn)看最后那個(gè)波形的后部分，MOS的VGS和輸出波形是有尖峰的，說明MOS試圖恢復(fù)正常工作的狀態(tài)，

但因?yàn)檩敵鲭娏饕恢本S持著，所以一直處于保護(hù)狀態(tài)，類似于開關(guān)電源的過流打嗝保護(hù)。

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zvszcs
LV.12
7
2014-01-23 12:22
@javike
這個(gè)不像是過熱保護(hù)。16A時(shí)長時(shí)間帶載都可以，一到17A就這樣了。而且冷態(tài)18度環(huán)境下，突然帶載17A也會這樣，突然帶載25A也不會擊穿，還是這樣。如果是過熱導(dǎo)致的，16A長時(shí)間帶載也應(yīng)該會過熱，但不會出現(xiàn)這個(gè)情況，而且過熱在短時(shí)間內(nèi)反復(fù)測試時(shí)因?yàn)橛袩岱e累不應(yīng)該總是17A出現(xiàn)這個(gè)情況。另外，過熱一般的表現(xiàn)會是擊穿不可恢復(fù)，而這個(gè)是可以反復(fù)測試不擊穿，仔細(xì)一點(diǎn)看最后那個(gè)波形的后部分，MOS的VGS和輸出波形是有尖峰的，說明MOS試圖恢復(fù)正常工作的狀態(tài)，但因?yàn)檩敵鲭娏饕恢本S持著，所以一直處于保護(hù)狀態(tài)，類似于開關(guān)電源的過流打嗝保護(hù)。
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2014-01-23 12:29
@zvszcs
[圖片]
這個(gè)帖子目測要火，留名在此
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2014-01-23 14:18
@SKY丶輝煌
這個(gè)帖子目測要火，留名在此
坐等高人解答
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2014-01-23 16:08

這個(gè)是IPW60R190C6 datasheet上面的截圖，也許從這個(gè)圖片上能找到答案

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jianyedin
LV.9
11
2014-01-23 17:13
很詫異
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jianyedin
LV.9
12
2014-01-23 17:20
是不是輸入電源限流了
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2014-01-23 17:54
@心中有冰
[圖片]這個(gè)是IPW60R190C6datasheet上面的截圖，也許從這個(gè)圖片上能找到答案[圖片]
很明顯，當(dāng)驅(qū)動是6V時(shí)，電流在17A那個(gè)地方RDS(on)趨向于無窮大
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2014-01-23 17:55
@心中有冰
很明顯，當(dāng)驅(qū)動是6V時(shí)，電流在17A那個(gè)地方RDS(on)趨向于無窮大
冰冰都出動了 亭亭果然面子大大的~
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2014-01-23 17:58
@電源網(wǎng)-源源
冰冰都出動了亭亭果然面子大大的~
你的出現(xiàn)，才讓這個(gè)帖子蓬蓽生輝……
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老梁頭
LV.10
16
2014-01-23 18:20
@心中有冰
很明顯，當(dāng)驅(qū)動是6V時(shí)，電流在17A那個(gè)地方RDS(on)趨向于無窮大

我也感覺像是驅(qū)動的問題，可能是驅(qū)動能力不足造成的

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2014-01-23 18:22
@心中有冰
很明顯，當(dāng)驅(qū)動是6V時(shí)，電流在17A那個(gè)地方RDS(on)趨向于無窮大

RDS無窮大看起來是對的，相對于電子負(fù)載的帶載模式下的內(nèi)阻是非常大，

所以輸入電壓分壓后MOS的VDS接近輸入電壓，那為什么輸出電流還有？

而且我測量的電流是MOS的S級與輸出電容之間的，不是輸出電容與電子負(fù)載之間的。

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2014-01-23 18:48
@javike
RDS無窮大看起來是對的，相對于電子負(fù)載的帶載模式下的內(nèi)阻是非常大，所以輸入電壓分壓后MOS的VDS接近輸入電壓，那為什么輸出電流還有？而且我測量的電流是MOS的S級與輸出電容之間的，不是輸出電容與電子負(fù)載之間的。

既然MOSFET的內(nèi)阻非常大，那么從理論上來說其本身肯定基本沒有什么電流流過了，即使是流過電流都是MOSFET的Cds電容形成的漏電流，應(yīng)該很小才對

而且MOSFET的S到輸出電容基本沒有壓降了，電流是怎么形成的？是不是測量錯誤，還是拾取的干擾信號？請?jiān)俅未_認(rèn)。

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2014-01-23 19:10
@心中有冰
既然MOSFET的內(nèi)阻非常大，那么從理論上來說其本身肯定基本沒有什么電流流過了，即使是流過電流都是MOSFET的Cds電容形成的漏電流，應(yīng)該很小才對而且MOSFET的S到輸出電容基本沒有壓降了，電流是怎么形成的？是不是測量錯誤，還是拾取的干擾信號？請?jiān)俅未_認(rèn)。

電流的確是很大，17A左右，這個(gè)我反復(fù)驗(yàn)證過，同時(shí)也用鉗表確認(rèn)過。

明天發(fā)一張放大后的波形，

在進(jìn)入“保護(hù)”模式后，輸出的電壓和驅(qū)動的電壓對應(yīng)的尖峰縱坐標(biāo)上電流也是有一個(gè)很小的下尖峰的，

但下尖峰低谷也有16A以上（示波器是100M全開帶寬的）。之前我沒測電流波形時(shí)也是很認(rèn)同MOS保護(hù)使DS開路了，但測了電流以后發(fā)現(xiàn)不應(yīng)該是這樣的，

所以也對電流進(jìn)行過反復(fù)驗(yàn)證。

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2014-01-23 19:12
@老梁頭
我也感覺像是驅(qū)動的問題，可能是驅(qū)動能力不足造成的

驅(qū)動不足時(shí)不會是這樣的，驅(qū)動不足應(yīng)該是VGS會被拉低，而這個(gè)VGS是不低反而更高。

同時(shí)線性調(diào)整也不存在驅(qū)動不足。

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2014-01-23 19:15
@jianyedin
是不是輸入電源限流了

輸入電流源限流了輸入的電壓會降低，這里是沒有降的。

而且輸入電源是40A的線性電源。

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2014-01-23 19:21
@javike
驅(qū)動不足時(shí)不會是這樣的，驅(qū)動不足應(yīng)該是VGS會被拉低，而這個(gè)VGS是不低反而更高。同時(shí)線性調(diào)整也不存在驅(qū)動不足。

是的，線性調(diào)整，不存在驅(qū)動不足的問題

而且MOSFET不像三極管驅(qū)動需要較大電流，MOSFET是電壓型驅(qū)動器件

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2014-01-23 19:29
@zvszcs
[圖片]
周董發(fā)表下高見呀
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358858518
LV.7
24
2014-01-23 20:48
**此帖已被管理員刪除**
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2014-01-23 22:14
@358858518
**此帖已被管理員刪除**
換同型號的？
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2014-01-23 22:20
@心中有冰
[圖片]這個(gè)是IPW60R190C6datasheet上面的截圖，也許從這個(gè)圖片上能找到答案[圖片]

再看了一遍這個(gè)圖，的確在6V時(shí)RDS變得很大了，此時(shí)的ID也剛好就在17A左右，

但是，同時(shí)此時(shí)的驅(qū)動也因?yàn)閮?nèi)阻變大而使得環(huán)路控制加大VGS，

所以看到的波形此時(shí)的VGS是上升的，

這樣就有2個(gè)問題了：

1. 為什么環(huán)路讓VGS加大，根據(jù)曲線中的來看，VGS加大后，ID可以再大些（超過17A），為什么此時(shí)不會ID不會再大，而且輸出也為0了？

2. 環(huán)路控制導(dǎo)致VGS電壓上升，說明環(huán)路檢測到了輸出電壓降低了，為什么輸出的電流仍有那么大，輸出電壓還會降低？

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SKY丶輝煌
LV.10
27
2014-01-23 22:25
@javike
再看了一遍這個(gè)圖，的確在6V時(shí)RDS變得很大了，此時(shí)的ID也剛好就在17A左右，但是，同時(shí)此時(shí)的驅(qū)動也因?yàn)閮?nèi)阻變大而使得環(huán)路控制加大VGS，所以看到的波形此時(shí)的VGS是上升的，這樣就有2個(gè)問題了：1.為什么環(huán)路讓VGS加大，根據(jù)曲線中的來看，VGS加大后，ID可以再大些（超過17A），為什么此時(shí)不會ID不會再大，而且輸出也為0了？2.環(huán)路控制導(dǎo)致VGS電壓上升，說明環(huán)路檢測到了輸出電壓降低了，為什么輸出的電流仍有那么大，輸出電壓還會降低？
每一個(gè)奇怪的現(xiàn)象，背后都有一個(gè)我們還沒有了解的原因，期待在大家的努力下，解決問題。
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358858518
LV.7
28
2014-01-23 22:48
@javike
換同型號的？
**此帖已被管理員刪除**
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2014-01-24 09:22
@358858518
**此帖已被管理員刪除**
批號相同嗎？我等下?lián)Q一顆試試，不過我這里批號都是相同的
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2014-01-24 09:23
@SKY丶輝煌
每一個(gè)奇怪的現(xiàn)象，背后都有一個(gè)我們還沒有了解的原因，期待在大家的努力下，解決問題。
只有大家都發(fā)表下意見才能討論出真知
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2014-01-24 09:27
@javike
電流的確是很大，17A左右，這個(gè)我反復(fù)驗(yàn)證過，同時(shí)也用鉗表確認(rèn)過。明天發(fā)一張放大后的波形，在進(jìn)入“保護(hù)”模式后，輸出的電壓和驅(qū)動的電壓對應(yīng)的尖峰縱坐標(biāo)上電流也是有一個(gè)很小的下尖峰的，但下尖峰低谷也有16A以上（示波器是100M全開帶寬的）。之前我沒測電流波形時(shí)也是很認(rèn)同MOS保護(hù)使DS開路了，但測了電流以后發(fā)現(xiàn)不應(yīng)該是這樣的，所以也對電流進(jìn)行過反復(fù)驗(yàn)證。

補(bǔ)圖：

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