功率MOS管的五种损坏模式详解
功率MOS管的五种损坏模式详解
功率MOS管的五种损坏模式详解第一种：雪崩破坏如果在漏极-源极间外加超出器件额定VDSS的电涌电压，而且达到击穿电压V(BR)DSS （根据击穿电流其值不同），并超出一定的能量后就发生破坏的现象。
在介质负载的开关运行断开时产生的回扫电压，或者由漏磁电感产生的尖峰电压超出功率MOSFET的漏极额定耐压并进入击穿区而导致破坏的模式会引起雪崩破坏。
典型电路：第二种：器件发热损坏由超出安全区域引起发热而导致的。
发热的原因分为直流功率和瞬态功率两种。
直流功率原因：外加直流功率而导致的损耗引起的发热●导通电阻RDS(on)损耗（高温时RDS(on)增大，导致一定电流下，功耗增加）●由漏电流IDSS引起的损耗（和其他损耗相比极小）瞬态功率原因：外加单触发脉冲●负载短路●开关损耗（接通、断开） *（与温度和工作频率是相关的）●内置二极管的trr损耗（上下桥臂短路损耗）（与温度和工作频率是相关的）器件正常运行时不发生的负载短路等引起的过电流，造成瞬时局部发热而导致破坏。
另外，由于热量不相配或开关频率太高使芯片不能正常散热时，持续的发热使温度超出沟道温度导致热击穿的破坏。
第三种：内置二极管破坏在DS端间构成的寄生二极管运行时，由于在Flyback时功率MOSFET的寄生双极晶体管运行，导致此二极管破坏的模式。
第四种：由寄生振荡导致的破坏此破坏方式在并联时尤其容易发生在并联功率MOS FET时未插入栅极电阻而直接连接时发生的栅极寄生振荡。
高速反复接通、断开漏极-源极电压时，在由栅极-漏极电容Cgd(Crss)和栅极引脚电感Lg形成的谐振电路上发生此寄生振荡。
当谐振条件(ωL=1/ωC)成立时，在栅极-源极间外加远远大于驱动电压Vgs(in)的振动电压，由于超出栅极-源极间额定电压导致栅极破坏，或者接通、断开漏极-源极间电压时的振动电压通过栅极-漏极电容Cgd和Vgs波形重叠导致正向反馈，因此可能会由于误动作引起振荡破坏。
mos管开通损耗,关断损耗,导通损耗与反向恢复损耗-概述说明以及解释
mos管开通损耗,关断损耗,导通损耗与反向恢复损耗-概述说明以及解释1.引言1.1 概述引言部分是文章最开始的部分，用于引出文章的主要内容。
在概述部分，我们需要对MOS管的损耗进行简要介绍，为读者提供一个整体的认识。
MOS管作为一种重要的半导体器件，在实际应用中存在着各种损耗。
这些损耗主要包括开通损耗、关断损耗、导通损耗与反向恢复损耗。
通过深入了解这些损耗类型，可以帮助我们优化电路设计，提高电子器件的性能和可靠性。
在本文中，我们将详细探讨MOS管的各种损耗类型及其影响因素，以及未来的发展趋势。
通过这些内容的讨论，希望读者能够更深入地理解MOS管的损耗问题，为电子器件的设计和应用提供参考。
1.2 文章结构文章结构部分包括了该篇长文的整体框架和内容安排。
文章按照引言、正文和结论三部分来展开论述。
在引言部分，将对MOS管损耗进行概述并说明文章的目的；接着在正文部分将分别探讨开通损耗、关断损耗以及导通与反向恢复损耗的相关内容；最后在结论部分对MOS管损耗的不同类型进行总结，分析影响损耗的因素，并探讨未来的发展趋势。
整篇文章将系统地介绍MOS管损耗的各种情况和影响因素，为读者提供全面的了解和参考。
1.3 目的:本文的主要目的是探讨MOS管在不同工作状态下的损耗类型，包括开通损耗、关断损耗、导通损耗以及反向恢复损耗。
通过深入分析这些损耗类型的特点和影响因素，可以帮助读者更好地理解MOS管在电路设计中的应用和性能表现。
同时，通过对未来发展趋势的展望，可以为相关领域的研究和应用提供一定的参考和借鉴。
通过本文的阐述，读者可以全面了解MOS管损耗的内在机制，为优化电路设计和提高性能提供一定的指导和参考。
2.正文2.1 MOS管开通损耗：MOS（Metal-Oxide-Semiconductor）管在开通状态时会产生一定的损耗，主要是由于通道电阻、开关速度和通道载流子对功率转化的损耗等因素导致的。
开通损耗是MOS管工作时不可避免的一部分，但可以通过合理设计和控制来减小损耗程度。
MOS管损坏原因详析及各类解决方案
MOS管击穿的原因及解决方案MOS管被击穿的原因及解决方案如下：第一、MOS管本身的输入电阻很高，而栅-源极间电容又非常小，所以极易受外界电磁场或静电的感应而带电，而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压（U=Q/C），将管子损坏。
虽然ＭＯＳ输入端有抗静电的保护措施，但仍需小心对待，在存储和运输中最好用金属容器或者导电材料包装，不要放在易产生静电高压的化工材料或化纤织物中。
组装、调试时，工具、仪表、工作台等均应良好接地。
要防止操作人员的静电干扰造成的损坏，如不宜穿尼龙、化纤衣服，手或工具在接触集成块前最好先接一下地。
对器件引线矫直弯曲或人工焊接时，使用的设备必须良好接地。
第二、ＭＯＳ电路输入端的保护二极管，其导通时电流容限一般为１ｍＡ在可能出现过大瞬态输入电流（超过１０ｍＡ）时，应串接输入保护电阻。
而129#在初期设计时没有加入保护电阻，所以这也是MOS管可能击穿的原因，而通过更换一个内部有保护电阻的MOS管应可防止此种失效的发生。
还有由于保护电路吸收的瞬间能量有限，太大的瞬间信号和过高的静电电压将使保护电路失去作用。
所以焊接时电烙铁必须可靠接地，以防漏电击穿器件输入端，一般使用时，可断电后利用电烙铁的余热进行焊接，并先焊其接地管脚。
附录：静电的基本物理特征为：有吸引或排斥的力量；有电场存在，与大地有电位差；会产生放电电流。
这三种情形会对电子元件造成以下影响：1.元件吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响元件的功能和寿命。
2.因电场或电流破坏元件绝缘层和导体，使元件不能工作（完全破坏）。
3.因瞬间的电场软击穿或电流产生过热，使元件受伤，虽然仍能工作，但是寿命受损。
上述这三种情况中，如果元件完全破坏，必能在生产及品质测试中被察觉而排除，影响较少。
如果元件轻微受损，在正常测试中不易被发现，在这种情形下，常会因经过多次加工，甚至已在使用时，才被发现破坏，不但检查不易，而且损失亦难以预测。
静电对电子元件产生的危害不亚于严重火灾和爆炸事故的损失电子元件及产品在什么情况下会遭受静电破坏呢？可以这么说：电子产品从生产到使用的全过程都遭受静电破坏的威胁。
功率MOS管烧毁的原因(米勒效应)
mos在控制器电路中的工作状态：开通过程（由截止到导通的过渡过程）、导通状态、关断过程（由导通到截止的过渡过程）、截止状态。
Mos主要损耗也对应这几个状态，开关损耗（开通过程和关断过程），导通损耗，截止损耗（漏电流引起的，这个忽略不计），还有雪崩能量损耗。
只要把这些损耗控制在mos承受规格之内，mos即会正常工作，超出承受范围，即发生损坏。
而开关损耗往往大于导通状态损耗（不同mos这个差距可能很大。
Mos损坏主要原因：过流----------持续大电流或瞬间超大电流引起的结温过高而烧毁；过压----------源漏过压击穿、源栅极过压击穿；静电----------静电击穿。
CMOS电路都怕静电；Mos开关原理（简要）。
Mos是电压驱动型器件，只要栅极和源级间给一个适当电压，源级和漏级间通路就形成。
这个电流通路的电阻被成为mos内阻，就是导通电阻<Rds(on)>。
这个内阻大小基本决定了mos芯片能承受的最大导通电流（当然和其它因素有关，最有关的是热阻）。
内阻越小承受电流越大（因为发热小）。
Mos问题远没这么简单，麻烦在它的栅极和源级间，源级和漏级间，栅极和漏级间内部都有等效电容。
所以给栅极电压的过程就是给电容充电的过程（电容电压不能突变），所以mos源级和漏级间由截止到导通的开通过程受栅极电容的充电过程制约。
然而，这三个等效电容是构成串并联组合关系，它们相互影响，并不是独立的，如果独立的就很简单了。
其中一个关键电容就是栅极和漏级间的电容Cgd，这个电容业界称为米勒电容。
这个电容不是恒定的，随栅极和漏级间电压变化而迅速变化。
这个米勒电容是栅极和源级电容充电的绊脚石，因为栅极给栅-源电容Cgs充电达到一个平台后，栅极的充电电流必须给米勒电容Cgd充电，这时栅极和源级间电压不再升高，达到一个平台，这个是米勒平台（米勒平台就是给Cgd充电的过程），米勒平台大家首先想到的麻烦就是米勒振荡。
（即，栅极先给Cgs充电，到达一定平台后再给Cgd充电）因为这个时候源级和漏级间电压迅速变化，内部电容相应迅速充放电，这些电流脉冲会导致mos寄生电感产生很大感抗，这里面就有电容，电感，电阻组成震荡电路（能形成2个回路），并且电流脉冲越强频率越高震荡幅度越大。
MOSFET的失效模式分析
MOSFET的失效模式分析：dV/dt失效和雪崩失效当向MOSFET施加高于绝对最大额定值BVDSS的电压时，会造成击穿并引发雪崩击穿。
发生雪崩击穿时，会流过大电流，存在MOSFET失效的危险。
MOSFET雪崩失效包括短路造成的失效和热量造成的失效。
dV/dt失效是MOSFET关断时流经寄生电容Cds的充电电流流过基极电阻RB，使寄生双极晶体管导通而引起短路从而造成失效的现象。
dV/dt是单位时间内的电压变化量，VDS的上升坡度越陡，越容易发生MOSFET的dV/dt失效问题。
一般来说，反向恢复特性越差，dV/dt的坡度越陡，越容易产生MOSFET的dV/dt失效。
什么是雪崩击穿当向MOSFET施加高于绝对最大额定值BVDSS的电压时，就会发生击穿。
当施加高于BVDSS的高电场时，自由电子被加速并带有很大的能量。
这会导致碰撞电离，从而产生电子-空穴对。
这种电子-空穴对呈雪崩式增加的现象称为“雪崩击穿”。
在这种雪崩击穿期间，与MOSFET内部二极管电流呈反方向流动的电流称为“雪崩电流IAS”，参见下图（1）。
MOSFET的雪崩失效电流路径示意图（红色部分）雪崩失效：短路造成的失效如上图所示，IAS会流经MOSFET的基极寄生电阻RB。
此时，寄生双极型晶体管的基极和发射极之间会产生电位差VBE，如果该电位差较大，则寄生双极晶体管可能会变为导通状态。
一旦这个寄生双极晶体管导通，就会流过大电流，MOSFET可能会因短路而失效。
雪崩失效：热量造成的失效在雪崩击穿期间，不仅会发生由雪崩电流导致寄生双极晶体管误导通而造成的短路和损坏，还会发生由传导损耗带来的热量造成的损坏。
如前所述，当MOSFET处于击穿状态时会流过雪崩电流。
在这种状态下，BVDSS被施加到MOSFET并且流过雪崩电流，它们的乘积成为功率损耗。
这种功率损耗称为“雪崩能量EAS”。
雪崩测试电路及其测试结果的波形如下图所示。
此外，雪崩能量可以通过公式（1）来表示。
功率mos管被烧毁原因
功率mos管被烧毁原因功率MOS管被烧毁的原因有很多，下面将详细讨论几个常见的原因。
1.过电流/过载：功率MOS管在正常工作时会承受一定的电流和功率，但当超过其额定值时，就会导致过电流或过载情况。
这时，MOS管内部的导通区域可能受到过大的电流热量而损坏，导致烧毁。
2.温度过高：功率MOS管工作时会产生一定的热量，需要通过散热器等方式进行散热。
但如果散热不良，散热器失效或散热不足，导致MOS管温度过高，就可能引发烧毁。
此外，环境温度过高也会增加MOS管烧毁的风险。
3.静电击穿：静电是一种静态电荷的积累，当静电放电时，产生的高电压可能会击穿MOS管的绝缘层，导致烧毁。
因此，在操作功率MOS管时，需要注意防止静电的积累和放电。
4.过压/过电压：过压/过电压是指MOS管承受的电压超过其额定电压。
如果电源电压不稳定，或者由于其他原因导致电压突增，就可能导致MOS管烧毁。
5.反向电压：功率MOS管通常有一个特定的极性，如果反向施加了过大的电压，就会导致烧毁。
因此，在使用功率MOS管时，需要确保极性正确。
6.瞬态过压：瞬态过压是指电路中突然产生的短暂高电压脉冲，如电感储能器放电、电源开关等。
这些瞬态过压可能会超过MOS管的额定电压，引发烧毁。
7.动态响应不良：功率MOS管作为开关元件，需要快速的响应时间来实现开关操作。
如果MOS管的响应时间过长或不稳定，就可能导致MOS管在开关过程中过载或短路，从而烧毁。
8.震动和机械应力：在一些应用环境中，如汽车、飞机等，功率MOS管可能会受到震动和机械应力。
这些外力可能会导致MOS管内部的连接松动或断开，进而引发烧毁。
综上所述，功率MOS管烧毁的原因多种多样，包括过电流/过载、温度过高、静电击穿、过压/过电压、反向电压、瞬态过压、动态响应不良、震动和机械应力等等。
在设计和使用过程中，需要注意这些潜在的风险，并采取适当的措施来预防功率MOS管的烧毁。
MOS管损坏原因详析及各类解决方案
MOS管损坏原因详析及各类解决方案MOS管（金属氧化物半导体场效应管）是一种常见的功率开关设备，广泛应用于各种电子装置中。
它由金属氧化物半导体材料制成，并具有高电压和高温度的耐受能力，使其适用于高功率应用。
然而，MOS管也存在一些故障和损坏的原因。
本文将详细解析MOS管的损坏原因及解决方案。
首先，MOS管损坏的原因主要有以下几个方面：1.过电压：过电压是MOS管损坏的主要原因之一、当电路中的电压超过MOS管的额定电压时，会导致MOS管损坏。
常见的过电压包括正常工作中的瞬态电压峰值、静电放电以及电源电压突变等。
为了避免过电压损坏MOS管，可以采取限流电阻、稳压电路、电源过滤器等措施。
2.过电流：过电流是MOS管损坏的另一个常见原因。
当电路中的电流超过MOS管的额定电流时，会导致MOS管过载并损坏。
常见的过电流情况包括电源短路、电流突变、功率过载等。
为了避免过电流损坏MOS管，可以采取限流电阻、熔断器、过流保护器等措施。
3.过温度：过温度也是导致MOS管损坏的重要原因。
当MOS管长时间工作或工作环境温度过高时，会导致MOS管温度上升超过其耐受温度范围，从而引起MOS管损坏。
为了避免过温度损坏MOS管，可以采取散热装置、温度传感器、温度保护器等措施。
4.ESD（静电放电）：静电放电是一种常见的MOS管损坏原因。
当MOS管受到不适当的触摸或其他静电放电源的影响时，静电放电会导致MOS管内部的几何结构和电子元件损坏。
为了防止静电放电对MOS管造成损坏，可以采取接地保护、防静电装置等措施。
针对以上损坏原因，可以采取以下解决方案：1.设计合理的电源和电路保护装置：在电路设计中，合理选择电源和保护装置，如稳压电源、电源过滤器、过流保护器等，以保证电压和电流在安全范围内。
2.使用适当的散热装置：对于高功率应用中的MOS管，应采用散热装置，如散热片、散热器、风扇等，以帮助散热，避免温度过高。
3.防静电措施：对于易受ESD影响的MOS管，应在电路设计和装配过程中采取防静电措施，如接地保护、静电手套、防静电加工等，以防止静电放电对MOS管的损坏。
MOS管损坏原因详析及各类解决方案
MOS管损坏原因详析及各类解决方案MOS管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）是一种主要用于电子设备中的半导体器件，常见于通信设备、功率放大器、开关等领域。
MOS管的损坏原因可能会有很多，下面将对常见的损坏原因进行详细分析，并提供相应的解决方案。
1.过压损坏：MOS管在工作时经常会遭受电压突变的冲击，如果超过了器件的额定工作电压范围，就会导致MOS管损坏。
解决方案可以采取以下措施：- 使用过压保护器件，如TVS（Transient Voltage Suppressor）二极管等，来保护MOS管免受过压损坏。
-合理设计电路，避免电压突变对MOS管的冲击，如增加滤波电容、限流电阻等。
2.过流损坏：过流是MOS管损坏的主要原因之一，当电流超过MOS管的额定工作电流范围时，会引起功耗过大，导致器件温度升高，甚至烧毁。
解决方案可以采取以下措施：-设计合理的过流保护电路，如电流限制器、保险丝等，用于限制过大的电流通过MOS管。
-选择额定电流更大的MOS管，以满足特定应用的要求。
3.过热损坏：MOS管的工作温度范围通常较窄，如果超出了额定工作温度，则会导致器件失效。
解决方案可以采取以下措施：-加装散热器或风扇，增加器件的散热面积，提高散热效果。
-选择额定工作温度更高的MOS管，以满足特定应用的要求。
4.静电损坏：静电是电子设备常见的敌人之一，当静电击中MOS管时，可能会导致器件损坏。
解决方案可以采取以下措施：-采用防静电包装材料，并正确地使用静电消除器件，如防静电手腕带、防静电工作台等，来保护MOS管。
-设计合理的防静电电路，在输入端使用静电保护二极管等器件。
5.动态损坏：MOS管在开关过程中可能会产生大量的噪声和冲击，这可能引起一些不可恢复的损坏。
解决方案可以采取以下措施：-采用合适的驱动电路和过渡抑制电路，来减小开关过程中的噪声和冲击。
-使用特别设计的MOS管，如耐压、耐电压冲击能力更强的MOS管等。
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功率MOS管的五种损坏模式详解
第一种：雪崩破坏
如果在漏极-源极间外加超出器件额定VDSS的电涌电压，而且达到击穿电压V(BR)DSS （根据击穿电流其值不同），并超出一定的能量后就发生破坏的现象。
在介质负载的开关运行断开时产生的回扫电压，或者由漏磁电感产生的尖峰电压超出功率MOSFET的漏极额定耐压并进入击穿区而导致破坏的模式会引起雪崩破坏。
典型电路：
第二种：器件发热损坏
由超出安全区域引起发热而导致的。
发热的原因分为直流功率和瞬态功率两种。
直流功率原因：外加直流功率而导致的损耗引起的发热
●导通电阻RDS(on)损耗（高温时RDS(on)增大，导致一定电流下，功耗增加）
●由漏电流IDSS引起的损耗（和其他损耗相比极小）
瞬态功率原因：外加单触发脉冲
●负载短路
●开关损耗（接通、断开）*（与温度和工作频率是相关的）
●内置二极管的trr损耗（上下桥臂短路损耗）（与温度和工作频率是相关的）
器件正常运行时不发生的负载短路等引起的过电流，造成瞬时局部发热而导致破坏。
另外，由于热量不相配或开关频率太高使芯片不能正常散热时，持续的发热使温度超出沟道温度导致热击穿的破坏。
第三种：内置二极管破坏
在DS端间构成的寄生二极管运行时，由于在Flyback时功率MOSFET的寄生双极晶体管运行，
导致此二极管破坏的模式。
第四种：由寄生振荡导致的破坏
此破坏方式在并联时尤其容易发生
在并联功率MOS FET时未插入栅极电阻而直接连接时发生的栅极寄生振荡。
高速反复接通、断开漏极-源极电压时，在由栅极-漏极电容Cgd(Crss)和栅极引脚电感Lg形成的谐振电路上发生此寄生振荡。
当谐振条件(ωL=1/ωC)成立时，在栅极-源极间外加远远大于驱动电压Vgs(in)的振动电压，由于超出栅极-源极间额定电压导致栅极破坏，或者接通、断开漏极-源极间电压时的振动电压通过栅极-漏极电容Cgd和Vgs波形重叠导致正向反馈，因此可能会由于误动作引起振荡破坏。
第五种：栅极电涌、静电破坏
主要有因在栅极和源极之间如果存在电压浪涌和静电而引起的破坏，即栅极过电压破坏和由上电状态中静电在GS两端（包括安装和和测定设备的带电）而导致的栅极破坏。