mos管經(jīng)常燒壞的原因與解決方法介紹
在電子電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用中，MOS管作為一種關(guān)鍵半導(dǎo)體器件，常因多種因素出現(xiàn)燒毀故障。深入探究這些原因并采取有效防范措施，對(duì)保障電路穩(wěn)定運(yùn)行、延長(zhǎng)MOS管使用壽命具有關(guān)鍵意義。
一、過(guò)電壓
電壓瞬間飆升至超出MOS管耐壓范圍即為過(guò)電壓。電源電壓波動(dòng)、開(kāi)關(guān)電路故障、電感電容反復(fù)開(kāi)關(guān)引發(fā)的反向電壓等，均易造成此狀況。鑒于MOS管耐壓閾值較低，即使超壓僅持續(xù)幾納秒，也可能致其損壞。因此，設(shè)計(jì)電路時(shí)應(yīng)保守選定MOS管額定電壓，預(yù)留安全裕量，并運(yùn)用抑制電壓尖峰、振鈴等技術(shù)手段，如并聯(lián)阻容吸收網(wǎng)絡(luò)、采用磁環(huán)等。
二、過(guò)電流
當(dāng)電路電流急劇攀升至遠(yuǎn)超MOS管承載上限時(shí)，即發(fā)生過(guò)電流。輸出負(fù)載過(guò)重、開(kāi)關(guān)電路失靈、電感電容反向電流沖擊等因素可能引發(fā)此問(wèn)題。MOS管導(dǎo)通電阻相對(duì)較高，大電流流過(guò)會(huì)產(chǎn)生顯著熱耗散，若散熱不佳，易因過(guò)熱燒毀。為應(yīng)對(duì)，可并聯(lián)多個(gè)MOS管分擔(dān)高負(fù)載電流，同時(shí)優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)，如加裝散熱片、風(fēng)扇等。
三、靜電放電與高溫
MOS管對(duì)靜電極為敏感，與其他元件或人體接觸產(chǎn)生的電荷交換，若靜電能量過(guò)大，易使其擊穿損壞。高溫環(huán)境則會(huì)降低其電性能，加速器件老化。為防范，需確保焊接質(zhì)量，避免虛焊、冷焊；強(qiáng)化散熱設(shè)計(jì)，采用導(dǎo)熱硅脂、散熱片等；同時(shí)在使用、運(yùn)輸、存儲(chǔ)環(huán)節(jié)采取防靜電措施，如佩戴防靜電手環(huán)、使用防靜電包裝。
四、開(kāi)關(guān)損耗過(guò)大
開(kāi)關(guān)損耗常大于導(dǎo)通損耗，當(dāng)損耗超出MOS管耐受極限，將導(dǎo)致器件損壞。設(shè)計(jì)電路時(shí)要合理選型元件，優(yōu)化電路參數(shù)，降低開(kāi)關(guān)頻率，避免不必要的開(kāi)關(guān)操作，以控制開(kāi)關(guān)損耗在合理范圍。
五、擊穿（交叉?zhèn)鲗?dǎo)）
兩個(gè)相對(duì)MOS管的控制信號(hào)若出現(xiàn)重疊，可能造成二者同時(shí)導(dǎo)通，引發(fā)擊穿。這會(huì)使電源短路，去耦電容經(jīng)兩器件快速放電，形成短時(shí)強(qiáng)脈沖電流沖擊器件。設(shè)計(jì)時(shí)要精確控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)序，避免控制信號(hào)重疊，可設(shè)置死區(qū)時(shí)間，確保MOS管交替導(dǎo)通，杜絕同時(shí)導(dǎo)通風(fēng)險(xiǎn)。
六、未設(shè)續(xù)流路徑
電感負(fù)載電流切換時(shí)，若無(wú)續(xù)流通路，MOS管易受損。工程師設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)為電感負(fù)載提供續(xù)流回路，如反并聯(lián)續(xù)流二極管，為電感儲(chǔ)能釋放提供通路，避免瞬態(tài)高壓沖擊MOS管。
七、柵極串聯(lián)電阻問(wèn)題
MOS管屬電壓控制型器件，柵極串聯(lián)電阻不可省略，其起隔離保護(hù)作用。電阻過(guò)大，會(huì)使MOS管結(jié)電容充電緩慢，延遲飽和開(kāi)通時(shí)間，導(dǎo)致管子過(guò)熱燒毀。一般建議該電阻阻值控制在10k以?xún)?nèi)。此外，在電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路中，4個(gè)續(xù)流二極管不可省略，它們能保護(hù)控制電路，若控制管為MOS管，且其內(nèi)部無(wú)寄生二極管時(shí)，才無(wú)需外接。
八、雪崩破壞
當(dāng)漏極-源極承受超出額定VDSS的電涌電壓，達(dá)到擊穿電壓V(BR)DSS且能量過(guò)大時(shí)，MOS管將發(fā)生雪崩破壞。如開(kāi)關(guān)電感性負(fù)載時(shí)產(chǎn)生的回掃電壓、漏磁電感尖峰電壓等，都可能超出MOS管耐壓，造成雪崩。設(shè)計(jì)電路時(shí)要充分考慮可能產(chǎn)生的過(guò)電壓情況，選用具備雪崩能力的MOS管，或增設(shè)電壓鉗位電路，如壓敏電阻、瞬態(tài)抑制二極管等，抑制過(guò)電壓沖擊。
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