作為開關電源工程師,會經常碰到電源板上MOSFET失效,那么MOSFET的失效有幾種原因呢,失效后器件解刨后具體是什么形貌呢,都有什么解決辦法呢,歡迎大家一起討論。
作為開關電源工程師,會經常碰到電源板上MOSFET失效,那么MOSFET的失效有幾種原因呢,失效后器件解刨后具體是什么形貌呢,都有什么解決辦法呢,歡迎大家一起討論。
先總結下失效的分類;
1:雪崩失效(電壓失效),也就是我們常說的漏源間的BVdss電壓超過MOSFET的額定電壓,并且超過達到了一定的能力從而導致MOSFET失效。
2:SOA失效(電流失效),既超出MOSFET安全工作區(qū)引起失效,分為Id超出器件規(guī)格失效以及Id過大,損耗過高器件長時間熱積累而導致的失效。
3:體二極管失效:在橋式、LLC等有用到體二極管進行續(xù)流的拓撲結構中,由于體二極管遭受破壞而導致的失效。
4:諧振失效:在并聯使用的過程中,柵極及電路寄生參數導致震蕩引起的失效。
5:靜電失效:在秋冬季節(jié),由于人體及設備靜電而導致的器件失效。
6:柵極電壓失效:由于柵極遭受異常電壓尖峰,而導致柵極柵氧層失效。
先簡單總結這幾點,歡迎大家參與討論。
關于雪崩的相關內容,30樓已進行簡單總結,歡迎大家討論。
樓主總結的很詳細,很到位?。?
我遇到的情況比較特殊:
應用:
N MOSFET 多管并聯,G S 采用高端驅動,驅動電壓12V(G S之間有15V穩(wěn)壓管), D S最高電壓26V(24V 鋰電池組),MOSFET用來做開關用途,負載設備是電機(輸出端已經加了防止電機產生反壓的二極管),峰值電流接近1000A,平均負載電流400A-500A。
失效情況:
最近客戶退回一些不良品,MOSFET 發(fā)覺G D擊穿,D S 是好的,這種現象很奇怪。
請幫忙分析此失效機理。
謝謝!
26樓的連長您好!你的情況比較特殊,您是應用于電動車控制領域吧,對該領域我涉足不多,也無相關電路圖做參考,難以展開系統(tǒng)分析。但就MOSFET并聯使用這一塊有點小小的建議供您參考。
1:LAYOUT要注意均流。
2:器件選擇要盡量選擇RDSON、跨導、Vth、Rg、開關時間等參數一致性高的器件,這些參數決定了器件并聯使用的可靠性。
至于您講的D-S好,G-D擊穿確實比較少見。不知您是否是通過萬用表判斷管腳好好壞的,具體是通過電阻檔還是二極管檔測試D-S正常的(這種判斷方式有局限性)。
G-D擊穿有可能是電機感應電動勢通過Cgd電容耦合到柵極,導致Cgd失效。但僅是懷疑,具體失效原因可以從電路圖上進行分析,或通過第三方的器件檢測機構協(xié)助做器件分析。檢測機構我知道的有
西安功率器件測試應用中心、廣州賽寶等實驗室。
到底什么是雪崩失效呢,簡單來說MOSFET在電源板上由于母線電壓、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,導致的一種失效模式。簡而言之就是由于就是MOSFET漏源極的電壓超過其規(guī)定電壓值并達到一定的能量限度而導致的一種常見的失效模式。
下面的圖片為雪崩測試的等效原理圖,做為電源工程師可以簡單了解下。
可能我們經常要求器件生產廠家對我們電源板上的MOSFET進行失效分析,大多數廠家都僅僅給一個EAS.EOS之類的結論,那么到底我們怎么區(qū)分是否是雪崩失效呢,下面是一張經過雪崩測試失效的器件圖,我們可以進行對比從而確定是否是雪崩失效。
雪崩失效歸根結底是電壓失效,因此預防我們著重從電壓來考慮。具體可以參考以下的方式來處理。
1:合理降額使用,目前行業(yè)內的降額一般選取80%-95%的降額,具體情況根據企業(yè)的保修條款及電路關注點進行選取。
2:合理的變壓器反射電壓。
3:合理的RCD及TVS吸收電路設計。
4:大電流布線盡量采用粗、短的布局結構,盡量減少布線寄生電感。
5:選擇合理的柵極電阻Rg。
6:在大功率電源中,可以根據需要適當的加入RC減震或齊納二極管進行吸收。
樓主,我有以下幾個問題請教:
(1)雪崩失效是不是可以認為屬于SOA失效
(2)如何判斷是體二極管失效還是電壓失效,我認為失效現象是一樣的,即DS短路。
(3)并聯諧振失效有哪些失效現象,如果只是柵極電壓諧振,那應該也屬于柵極電壓失效。