MOS管擊穿的原因及解決方案

1、MOS管擊穿的原因及解決方案MOS管被擊穿的原因及解決方案如下：第一、MOS管本身的輸入電阻很高，而柵 -源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場(chǎng)或靜電的感應(yīng)而帶電，而少量電荷就可在極間電容上形成相當(dāng)高的電壓（U=Q/C ），將管子損壞。雖然MOS輸入端有抗靜電的保護(hù)措施，但仍需小心對(duì)待，在存儲(chǔ)和運(yùn)輸中最好用金屬容器或者導(dǎo)電材料包裝， 不要放在易產(chǎn)生靜電高壓的化工材料或化纖織物中。組裝、調(diào)試時(shí)，工具、儀表、工作臺(tái)等均應(yīng)良好接地。要防止操作人員的靜電干擾造成的損壞，如不宜穿尼龍、化纖衣服，手或工具在接觸集成塊前最好先接一下地。對(duì)器件引線矯直彎曲或人工焊接時(shí)，使用的設(shè)備必須良好接地。第二、MOS電

2、路輸入端的保護(hù)二極管，其導(dǎo)通時(shí)電流容限一般為1mA在可能出現(xiàn)過(guò)大瞬態(tài)輸入電流（超過(guò)1 OmA）時(shí)，應(yīng)串接輸入保護(hù)電阻。而129#在初期設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有加入保護(hù)電阻，所以這也是MOS管可能擊穿的原因，而通過(guò)更換一個(gè)內(nèi)部有保護(hù)電阻的MOS管應(yīng)可防止此種失效的發(fā)生。還有由于保護(hù)電路吸收的瞬間能量有限，太大的瞬間信號(hào)和過(guò)高的靜電電壓將使保護(hù)電路失去作用。所以焊接時(shí)電烙鐵必須可靠接地，以防漏電擊穿器件輸入端，一般使用時(shí)，可斷電后利用電烙鐵的余熱進(jìn)行焊接，并先焊其接地管腳。附錄：靜電的基本物理特征為：有吸引或排斥的力量；有電場(chǎng)存在，與大地有電位差；會(huì)產(chǎn)生放電電流。這三種情形會(huì)對(duì)電子元件造成以下影響：1. 元件吸

3、附灰塵，改變線路間的阻抗，影響元件的功能和壽命。2. 因電場(chǎng)或電流破壞元件絕緣層和導(dǎo)體，使元件不能工作（完全破壞）。3. 因瞬間的電場(chǎng)軟擊穿或電流產(chǎn)生過(guò)熱，使元件受傷，雖然仍能工作，但是壽命受損。上述這三種情況中，如果元件完全破壞，必能在生產(chǎn)及品質(zhì)測(cè)試中被察覺(jué)而排除，影響較少。如果元件輕微受損，在正常測(cè)試中不易被發(fā)現(xiàn)，在這種情形下，常會(huì)因經(jīng)過(guò)多次加工，甚至已在使用時(shí)，才被發(fā)現(xiàn)破壞，不但檢查不易，而且損失亦難以預(yù)測(cè)。靜電對(duì)電子元件產(chǎn)生的危害不亞于嚴(yán)重火災(zāi)和爆炸事故的損失電子元件及產(chǎn)品在什么情況下會(huì)遭受靜電破壞呢？可以這么說(shuō)：電子產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用的全過(guò)程都遭受靜電破壞的威脅。從器件制造到插件裝焊、

4、整機(jī)裝聯(lián)、包裝運(yùn)輸直至產(chǎn)品應(yīng)用，都在靜電的威脅之下。在整個(gè)電子產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，每一個(gè)階段中的每一個(gè)小步驟，靜電敏感元件都可能遭受靜電的影響或受到破壞，而實(shí)際上最主要而又容易疏忽的一點(diǎn)卻是在元件的傳送與運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，運(yùn)輸因移動(dòng)容易暴露在外界電場(chǎng)（如經(jīng)過(guò)高壓設(shè)備附近、工人移動(dòng)頻繁、車輛迅速移動(dòng)等）產(chǎn)生靜電而受到破壞，所以傳送與運(yùn)輸過(guò)程需要特別注意，以減少損失，避免無(wú)所謂的糾紛。場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）檢測(cè)方法與經(jīng)驗(yàn)一、用指針式萬(wàn)用表對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行判別（1 ）用測(cè)電阻法判別結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的電極根據(jù)場(chǎng)效應(yīng)管的PN結(jié)正、反向電阻值不一樣的現(xiàn)象，可以判別出結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的三個(gè)電極。具體方法：將萬(wàn)用

5、表?yè)茉赗X1k檔上，任選兩個(gè)電極，分別測(cè)出其正、反向電阻值。當(dāng)某兩個(gè)電極的正、反向電阻值相等，且為幾千歐姆時(shí)，則該兩個(gè)電極分別是漏極D和源極S。因?yàn)閷?duì)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管而言， 漏極和源極可互換，剩下的電極肯定是柵極G。 也可以將萬(wàn)用表的黑表筆 （紅 表筆也行）任意接觸一個(gè)電極，另一只表筆依次去接觸其余的兩個(gè)電極，測(cè)其電阻值。當(dāng)出現(xiàn)兩次測(cè)得的電阻值近似相等時(shí)，則黑表筆所接觸的電極為柵極，其余兩電極分別為漏極和源極。若兩次測(cè)出的電阻值均很大，說(shuō)明是PN結(jié)的反向，即都是反向電阻，可以判定是N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，且黑表筆接的是柵極；若兩次測(cè)出的電阻值均很小，說(shuō)明是正向PN結(jié)，即是正向電阻，判定為P溝道場(chǎng)效應(yīng)管，黑

6、表筆接的也是柵極。若不出現(xiàn)上述情況，可以調(diào)換黑、紅表筆按上述方法進(jìn)行測(cè)試，直到判別出柵極為止。（2）用測(cè)電阻法判別場(chǎng)效應(yīng)管的好壞測(cè)電阻法是用萬(wàn)用表測(cè)量場(chǎng)效應(yīng)管的源極與漏極、柵極與源極、柵極與漏極、柵極G1與柵極G 2之間的電阻值同場(chǎng)效應(yīng)管手冊(cè)標(biāo)明的電阻值是否相符去判別管的好壞。具體方法：首先將萬(wàn)用表置于R X1O或R X100檔，測(cè)量源極S與漏極D之間的電阻， 通常在幾十歐到幾千歐范圍(在手冊(cè)中可知，各種不同型號(hào)的管，其電阻值是各不相同的)，如果測(cè)得阻值大于正常值，可能是由于內(nèi)部接觸不良；如果測(cè)得阻值是無(wú)窮大，可能是內(nèi)部斷極。然后把萬(wàn)用表置于RXIOk檔，再測(cè)柵極G 1與G 2之間、柵極與源極

7、、柵極與漏極之間的電阻值，當(dāng)測(cè)得其各項(xiàng)電阻值均為無(wú)窮大，則說(shuō)明管是正常的；若測(cè)得上述各阻值太小或?yàn)橥?路，則說(shuō)明管是壞的。要注意，若兩個(gè)柵極在管內(nèi)斷極，可用元件代換法進(jìn)行檢測(cè)。(3 )用感應(yīng)信號(hào)輸人法估測(cè)場(chǎng)效應(yīng)管的放大能力具體方法：用萬(wàn)用表電阻的 RX1OO檔，紅表筆接源極S，黑表筆接漏極D，給場(chǎng)效應(yīng)管加上1.5 V的電源電壓，此時(shí)表針指示出的漏源極間的電阻值。 然后用手捏住結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極G，將人體的感應(yīng)電壓信號(hào)加到柵極上。 這樣，由于管的放大作用，漏源電壓VDS和漏極電流I b都要發(fā)生變化，也就是漏源極間電阻發(fā)生了變化，由此可以觀察到表針有較大幅度的擺動(dòng)。如果 手捏柵極表針擺動(dòng)較小，說(shuō)明

8、管的放大能力較差；表針擺動(dòng)較大，表明管的放大能力大；若表針不動(dòng)，說(shuō)明管是壞的。根據(jù)上述方法，我們用萬(wàn)用表的 RX1OO檔，測(cè)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管3DJ2F。先將管的G極開(kāi)路，測(cè)得漏源電阻 RDS為600Q，用手 捏住G極后，表針向左擺動(dòng)，指示的電阻RDS為12kQ，表針擺動(dòng)的幅度較大，說(shuō)明該管是好的，并有較大的放大能力。運(yùn)用這種方法時(shí)要說(shuō)明幾點(diǎn)：首先，在測(cè)試場(chǎng)效應(yīng)管用手捏住柵極時(shí)，萬(wàn)用表針可能向右擺動(dòng)(電阻值減小)，也可能向左擺 動(dòng)(電阻值增加)。這是由于人體感應(yīng)的交流電壓較高，而不同的場(chǎng)效應(yīng)管用電阻檔測(cè)量時(shí)的工作點(diǎn)可能不同(或者工作在飽 和區(qū)或者在不飽和區(qū))所致，試驗(yàn)表明，多數(shù)管的RDS增大，即表針

9、向左擺動(dòng)；少數(shù)管的 RDS減小，使表針向右擺動(dòng)。但無(wú)論表針擺動(dòng)方向如何，只要表針擺動(dòng)幅度較大，就說(shuō)明管有較大的放大能力。第二，此方法對(duì)MOS場(chǎng)效應(yīng)管也適用。但要注意， MOS場(chǎng)效應(yīng)管的輸人電阻高，柵極G允許的感應(yīng)電壓不應(yīng)過(guò)高，所以不要直接用手去捏柵極，必須用于握螺絲刀的絕緣柄，用 金屬桿去碰觸柵極，以防止人體感應(yīng)電荷直接加到柵極，引起柵極擊穿。第三，每次測(cè)量完畢，應(yīng)當(dāng)G-S極間短路一下。這是因?yàn)镚-S結(jié)電容上會(huì)充有少量電荷，建立起V GS電壓，造成再進(jìn)行測(cè)量時(shí)表針可能不動(dòng)， 只有將G-S極間電荷短路放掉才行。(4) 用測(cè)電阻法判別無(wú)標(biāo)志的場(chǎng)效應(yīng)管首先用測(cè)量電阻的方法找出兩個(gè)有電阻值的管腳，也就

10、是源極S和漏極D，余下兩個(gè)腳為第一柵極G1和第二柵極G2。把先用兩表筆測(cè)的源極S與漏極D之間的電阻值記下來(lái)，對(duì)調(diào)表筆再測(cè)量一次，把其測(cè)得電阻值記下來(lái)，兩次測(cè)得阻值較大的一次， 黑表筆所接的電極為漏極D;紅表筆所接的為源極S。用這種方法判別出來(lái)的S、D極，還可以用估測(cè)其管的放大能力的方法 進(jìn)行驗(yàn)證，即放大能力大的黑表筆所接的是D極；紅表筆所接地是8極，兩種方法檢測(cè)結(jié)果均應(yīng)一樣。當(dāng)確定了漏極D、源極S的位置后，按D、S的對(duì)應(yīng)位置裝人電路，一般G1、G2也會(huì)依次對(duì)準(zhǔn)位置，這就確定了兩個(gè)柵極G1、G2的位置，從而就確定了D、S、G1、G2管腳的順序。(5) 用測(cè)反向電阻值的變化判斷跨導(dǎo)的大小對(duì)VMOS

11、 N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)量跨導(dǎo)性能時(shí)，可用紅表筆接源極S、黑表筆接漏極D，這就相當(dāng)于在源、漏極之間加了 一個(gè)反向電壓。此時(shí)柵極是開(kāi)路的，管的反向電阻值是很不穩(wěn)定的。將萬(wàn)用表的歐姆檔選在RXIOkQ的高阻檔，此時(shí)表內(nèi)電壓較高。當(dāng)用手接觸柵極G時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)管的反向電阻值有明顯地變化，其變化越大，說(shuō)明管的跨導(dǎo)值越高；如果被測(cè)管的跨導(dǎo)很 小，用此法測(cè)時(shí)，反向阻值變化不大。二、.場(chǎng)效應(yīng)管的使用注意事項(xiàng)(1 )為了安全使用場(chǎng)效應(yīng)管，在線路的設(shè)計(jì)中不能超過(guò)管的耗散功率，最大漏源電壓、最大柵源電壓和最大電流等參數(shù)的極限值。(2) 各類型場(chǎng)效應(yīng)管在使用時(shí)，都要嚴(yán)格按要求的偏置接人電路中，要遵守場(chǎng)效應(yīng)管偏置的極性。

12、如結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管柵源漏之間 是PN結(jié)，N溝道管柵極不能加正偏壓；P溝道管柵極不能加負(fù)偏壓，等等。（3）MOS場(chǎng)效應(yīng)管由于輸人阻抗極高，所以在運(yùn)輸、貯藏中必須將引出腳短路，要用金屬屏蔽包裝，以防止外來(lái)感應(yīng)電勢(shì)將 柵極擊穿。尤其要注意，不能將 MOS場(chǎng)效應(yīng)管放人塑料盒子內(nèi)，保存時(shí)最好放在金屬盒內(nèi)，同時(shí)也要注意管的防潮。（4）為了防止場(chǎng)效應(yīng)管柵極感應(yīng)擊穿，要求一切測(cè)試儀器、工作臺(tái)、電烙鐵、線路本身都必須有良好的接地；管腳在焊接時(shí)， 先焊源極；在連入電路之前，管的全部引線端保持互相短接狀態(tài)，焊接完后才把短接材料去掉；從元器件架上取下管時(shí)，應(yīng)以 適當(dāng)?shù)姆绞酱_保人體接地如采用接地環(huán)等；當(dāng)然，如果能采用先進(jìn)的

13、氣熱型電烙鐵，焊接場(chǎng)效應(yīng)管是比較方便的，并且確保安 全；在未關(guān)斷電源時(shí)，絕對(duì)不可以把管插人電路或從電路中拔出。以上安全措施在使用場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)必須注意。（5）在安裝場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)，注意安裝的位置要盡量避免靠近發(fā)熱元件；為了防管件振動(dòng)，有必要將管殼體緊固起來(lái)；管腳引線在 彎曲時(shí)，應(yīng)當(dāng)大于根部尺寸5毫米處進(jìn)行，以防止彎斷管腳和引起漏氣等。對(duì)于功率型場(chǎng)效應(yīng)管，要有良好的散熱條件。因?yàn)楣β市蛨?chǎng)效應(yīng)管在高負(fù)荷條件下運(yùn)用，必須設(shè)計(jì)足夠的散熱器，確保殼體溫 度不超過(guò)額定值，使器件長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地工作?？傊?，確保場(chǎng)效應(yīng)管安全使用，要注意的事項(xiàng)是多種多樣，采取的安全措施也是各種各樣，廣大的專業(yè)技術(shù)人員，特別是廣大 的電子

14、愛(ài)好者，都要根據(jù)自己的實(shí)際情況出發(fā)，采取切實(shí)可行的辦法，安全有效地用好場(chǎng)效應(yīng)管。三. VMOS場(chǎng)效應(yīng)管VMOS場(chǎng)效應(yīng)管（VMOSFET ）簡(jiǎn)稱VMOS管或功率場(chǎng)效應(yīng)管，其全稱為 V型槽MOS場(chǎng)效應(yīng)管。它是繼 MOSFET之后新發(fā) 展起來(lái)的高效、功率開(kāi)關(guān)器件。它不僅繼承了MOS場(chǎng)效應(yīng)管輸入阻抗高（A108W）、驅(qū)動(dòng)電流小（0.1譏左右），還具有耐壓高（最高1200V ）、工作電流大（1.5A100A ）、輸出功率高（1250W ）、跨導(dǎo)的線性好、開(kāi)關(guān)速度快等優(yōu)良特性。正是由 于它將電子管與功率晶體管之優(yōu)點(diǎn)集于一身，因此在電壓放大器（電壓放大倍數(shù)可達(dá)數(shù)千倍）、功率放大器、開(kāi)關(guān)電源和逆變 器中正獲得

15、廣泛應(yīng)用。VMOS場(chǎng)效應(yīng)功率管具有極高的輸入阻抗及較大的線性放大區(qū)等優(yōu)點(diǎn)，尤其是其具有負(fù)的電流溫度系數(shù)，即在柵-源電壓不變的情況下，導(dǎo)通電流會(huì)隨管溫升高而減小，故不存在由于二次擊穿”現(xiàn)象所引起的管子損壞現(xiàn)象。因此，VMOS管的并聯(lián)得到廣泛 應(yīng)用。眾所周知，傳統(tǒng)的MOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、源極和漏極大大致處于同一水平面的芯片上，其工作電流基本上是沿水平方向流動(dòng)。VMOS管則不同，從圖1上可以看出其兩大結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：第一，金屬柵極采用V型槽結(jié)構(gòu)；第二，具有垂直導(dǎo)電性。由于漏極是從 芯片的背面引出，所以ID不是沿芯片水平流動(dòng)，而是自重?fù)诫s N+區(qū)（源極S）出發(fā)，經(jīng)過(guò)P溝道流入輕摻雜N-漂移區(qū)，最后 垂直向下

16、到達(dá)漏極D。電流方向如圖中箭頭所示，因?yàn)榱魍ń孛娣e增大，所以能通過(guò)大電流。由于在柵極與芯片之間有二氧化 硅絕緣層，因此它仍屬于絕緣柵型 MOS場(chǎng)效應(yīng)管。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)VMOS場(chǎng)效應(yīng)管的主要廠家有 877廠、天津半導(dǎo)體器件四廠、杭州電子管廠等，典型產(chǎn)品有VN401、VN672、VMPT2等。下面介紹檢測(cè)VMOS管的方法。1.判定柵極G將萬(wàn)用表?yè)苤罵X 1k檔分別測(cè)量三個(gè)管腳之間的電阻。若發(fā)現(xiàn)某腳與其字兩腳的電阻均呈無(wú)窮大，并且交換表筆后仍為無(wú)窮大， 則證明此腳為G極，因?yàn)樗土硗鈨蓚€(gè)管腳是絕緣的。2 .判定源極S、漏極D由圖1可見(jiàn)，在源-漏之間有一個(gè)PN結(jié)，因此根據(jù)PN結(jié)正、反向電阻存在差異，可識(shí)別S

17、極與D極。用交換表筆法測(cè)兩次電阻，其中電阻值較低（一般為幾千歐至十幾千歐）的一次為正向電阻，此時(shí)黑表筆的是S極，紅表筆接D極。3.測(cè)量漏-源通態(tài)電阻RDS （on）將G-S極短路，選擇萬(wàn)用表的 RX1檔，黑表筆接S極，紅表筆接D極，阻值應(yīng)為幾歐至十幾歐。由于測(cè)試條件不同，測(cè)出的 RDS （on ）值比手冊(cè)中給出的典型值要高一些。例如用500型萬(wàn)用表RX1檔實(shí)測(cè)一只IRFPC50型VMOS 管，RDS （on ） =3.2W，大于 0.58W （典型值）。4 .檢查跨導(dǎo)將萬(wàn)用表置于RX 1k （或RX100 ）檔，紅表筆接S極，黑表筆接D極，手持螺絲刀去碰觸柵極， 表針應(yīng)有明顯偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)愈大， 管子的跨導(dǎo)愈高。注意事項(xiàng)：(1) VMOS管亦分N溝道管與P溝道管，但絕大多數(shù)產(chǎn)品屬于 N溝道管。對(duì)于P溝道管，測(cè)量時(shí)應(yīng)交換表筆的位置。(2) 有少數(shù)VMOS管在G-S之間并有保護(hù)二極管，本檢測(cè)方法中的1、2項(xiàng)不再適用。(3) 目前市場(chǎng)上還有一種 VMOS管功率模塊，專供交流電機(jī)調(diào)速器、逆變器使用。例如美國(guó)IR公司生產(chǎn)的IRFT001型模塊， 內(nèi)部有N溝道、P溝道管各三只，構(gòu)成三相橋式結(jié)構(gòu)。(4) 現(xiàn)在市售VNF系列(N