小貼士：開(kāi)關(guān)電源中功率MOSFET管損壞模式及分析

不僅如此，一些電子系統(tǒng)在起動(dòng)的過(guò)程中，芯片的VCC電源(也是功率MOSFET管的驅(qū)動(dòng)電源)建立比較慢。如在照明中，使用PFC的電感繞組給PWM控制芯片供電，在起動(dòng)的過(guò)程中，功率MOSFET管由于驅(qū)動(dòng)電壓不足，容易進(jìn)入線性區(qū)工作。在進(jìn)行動(dòng)態(tài)老化測(cè)試時(shí)，功率MOSFET管不斷地進(jìn)入線性區(qū)，工作一段時(shí)間后，就會(huì)形成局部熱點(diǎn)而損壞。

使用AOT5N50作測(cè)試，G極加5 V的驅(qū)動(dòng)電壓，做開(kāi)關(guān)機(jī)的重復(fù)測(cè)試，電流ID=3 A，工作頻率為8 Hz。重復(fù)450次后，器件損壞，波形和失效圖片如圖4(b)和圖4(c)所示。可以看到，器件形成局部熱點(diǎn)，而且離G極比較近。因此，器件是在開(kāi)通過(guò)程中，由于長(zhǎng)時(shí)間工作于線性區(qū)而發(fā)生損壞。

圖4(e)是器件 AOT5N50在一個(gè)實(shí)際應(yīng)用中，在動(dòng)態(tài)老化測(cè)試過(guò)程發(fā)生失效的圖片。起動(dòng)過(guò)程中，MOSFET實(shí)際驅(qū)動(dòng)電壓為5 V，MOSFET工作在線性區(qū)，失效形態(tài)與圖4(c)相同。

功率MOSFET單一的過(guò)電壓損壞形態(tài)通常是在中間散熱較差的區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)局部的熱點(diǎn)，而單一的過(guò)電流的損壞位置通常是在電流集中的靠近S極的區(qū)域。實(shí)際應(yīng)用中，通常先發(fā)生過(guò)流，短路保護(hù)MOSFET關(guān)斷后，又經(jīng)歷雪崩過(guò)壓的復(fù)合損壞形態(tài)。如果損壞位置距離G極近，則開(kāi)通過(guò)程中損壞的幾率更大;如果損壞位置距離G極遠(yuǎn)，則關(guān)斷開(kāi)通過(guò)程中損壞幾率更大。功率MOSFET管在線性區(qū)工作時(shí)，產(chǎn)生的失效形態(tài)也是局部的熱點(diǎn)，熱量的累積影響損壞熱點(diǎn)洞坑的大小。散熱條件是決定失效損壞發(fā)生位置的重要因素，芯片的封裝類(lèi)型及封裝工藝影響芯片的散熱條件。另外，芯片生產(chǎn)工藝產(chǎn)生單元性能不一致而形成性能較差的單元，也會(huì)影響到損壞的位置。參考文獻(xiàn)

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