MOS管損壞之謎，看完后疑惑終于解開了！

芻狗

MOS開關(guān)原理（簡要）：

MOS是電壓驅(qū)動型器件，只要柵極和源級間給一個適當電壓，源級和漏級間通路就形成。這個電流通路的電阻被成為MOS內(nèi)阻，就是導(dǎo)通電阻。這個內(nèi)阻大小基本決定了MOS芯片能承受的最大導(dǎo)通電流（當然和其它因素有關(guān)，最有關(guān)的是熱阻），內(nèi)阻越小承受電流越大（因為發(fā)熱小）。

MOS管在控制器電路中的工作狀態(tài)：

開通過程（由截止到導(dǎo)通的過渡過程）、導(dǎo)通狀態(tài)、關(guān)斷過程（由導(dǎo)通到截止的過渡過程）、截止狀態(tài)。

MOS管燒壞的原因主要損耗也對應(yīng)這幾個狀態(tài)，開關(guān)損耗（開通過程和關(guān)斷過程），導(dǎo)通損耗，截止損耗（漏電流引起的，這個忽略不計），還有雪崩能量損耗。只要把這些損耗控制在MOS承受規(guī)格之內(nèi)，MOS即會正常工作，超出承受范圍，即發(fā)生損壞。而開關(guān)損耗往往大于導(dǎo)通狀態(tài)損耗，不同MOS這個差距可能很大。

MOS損壞主要原因：

過流：持續(xù)大電流或瞬間超大電流引起的結(jié)溫過高而燒毀；

過壓：源漏過壓擊穿、源柵極過壓擊穿；
靜電：靜電擊穿，CMOS電路都怕靜電。

第一種：雪崩破壞

如果在漏極-源極間外加超出器件額定VDSS的電涌電壓，而且達到擊穿電壓V(BR)DSS （根據(jù)擊穿電流其值不同），并超出一定的能量后就發(fā)生破壞的現(xiàn)象。

在介質(zhì)負載的開關(guān)運行斷開時產(chǎn)生的回掃電壓，或者由漏磁電感產(chǎn)生的尖峰電壓超出功率MOSFET的漏極額定耐壓并進入擊穿區(qū)而導(dǎo)致破壞的模式會引起雪崩破壞。

典型電路：

第二種：器件發(fā)熱損壞

由超出安全區(qū)域引起發(fā)熱而導(dǎo)致的。發(fā)熱的原因分為直流功率和瞬態(tài)功率兩種。

直流功率原因：外加直流功率而導(dǎo)致的損耗引起的發(fā)熱

• 導(dǎo)通電阻RDS(on)損耗（高溫時RDS(on)增大，導(dǎo)致一定電流下，功耗增加）
  

• 由漏電流IDSS引起的損耗（和其他損耗相比極小）
  

• 瞬態(tài)功率原因：外加單觸發(fā)脈沖
  

• 負載短路
  

• 開關(guān)損耗（接通、斷開） *（與溫度和工作頻率是相關(guān)的）
  

• 內(nèi)置二極管的trr損耗（上下橋臂短路損耗）（與溫度和工作頻率是相關(guān)的）
  

器件正常運行時不發(fā)生的負載短路等引起的過電流，造成瞬時局部發(fā)熱而導(dǎo)致破壞。另外，由于熱量不相配或開關(guān)頻率太高使芯片不能正常散熱時，持續(xù)的發(fā)熱使溫度超出溝道溫度導(dǎo)致熱擊穿的破壞。買元器件現(xiàn)貨上唯樣商城！

第三種：內(nèi)置二極管破壞

在DS端間構(gòu)成的寄生二極管運行時，由于在Flyback時功率MOSFET的寄生雙極晶體管運行，導(dǎo)致此二極管破壞的模式。

第四種：由寄生振蕩導(dǎo)致的破壞

此破壞方式在并聯(lián)時尤其容易發(fā)生。在并聯(lián)功率MOS FET時未插入柵極電阻而直接連接時發(fā)生的柵極寄生振蕩。高速反復(fù)接通、斷開漏極-源極電壓時，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。當諧振條件(ωL=1/ωC)成立時，在柵極-源極間外加遠遠大于驅(qū)動電壓Vgs(in)的振動電壓。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-源極間電壓時的振動電壓通過柵極-漏極電容Cgd和Vgs波形重疊導(dǎo)致正向反饋，因此可能會由于誤動作引起振蕩破壞。

第五種：柵極電涌、靜電破壞

主要有因在柵極和源極之間如果存在電壓浪涌和靜電而引起的破壞，即柵極過電壓破壞和由上電狀態(tài)中靜電在GS兩端（包括安裝和和測定設(shè)備的帶電）而導(dǎo)致的柵極破壞。

總結(jié)

避免MOS因為器件發(fā)熱而造成的損壞，需要做好足夠的散熱設(shè)計。唯樣商城MOS管，贈品質(zhì)量有保障。若通過增加散熱器和電路板的長度來供所有MOS管散熱，這樣就會增加機箱的體積，同時這種散熱結(jié)構(gòu)，風(fēng)量發(fā)散，散熱效果不好。

有些大功率逆變器MOS管會安裝通風(fēng)紙來散熱，但安裝很麻煩。所以MOS管對散熱的要求很高，散熱條件分為最低和最高，即在運行中的散熱情況的上下浮動范圍。一般在選購的時候通常采用最差的散熱條件為標準，這樣在使用的時候就可以留出最大的安全余量，即使在高溫中也能確保系統(tǒng)的正常運行。