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超致MOS管被击穿是什么原因,有什么处理方案

2022-08-09

  超致MOS管经常用于电源、通讯等领域,是一个ESD敏感设备本身的输入电阻很高,在栅-源极间电容很小,容易被外部电磁场或静电感应带电,在静电强的情况下难以释放电荷,容易引起静电击穿。


  通常静电击穿有两种方式:


  一是电压型,即格栅极的薄氧化层被击穿,形成针孔,使格栅极与源极之间短路,或使格栅极与漏极之间短路;


  二是功率型,即金属薄膜铝条熔断,导致栅极开路或源极开路。


  现在的mos管道不太容易被击穿,尤其是大功率vmos,很多都有二极管保护。vmos栅极电容大,无法感应高压。如果遇到3DO型的mos冬季管道无防静电环试验,基本摸一挂一。


  与北方干燥不同,南方潮湿不易产生静电。现在大多数人都有了CMOS设备内部已增加IO但用手直接接触口腔保护。CMOS管脚的设备不是一个好习惯。至少管脚的可焊性较差。


  静电放电形成短时大电流,放电脉冲的时间常数远小于设备散热的时间常数。因此,当静电放电电流通过小面积时pn当结或肖特基结时,会产生较大的瞬时功率密度,形成局部过热,可能使局部温度达到甚至超过材料的本征温度(如硅熔点1415℃),结区局部或多处熔化pn结短路,设备完全失效。故障主要取决于设备内部区域的功率密度。功率密度越小,设备就越不容易损坏。


  反偏pn结比正偏pn在反偏条件下,结损伤所需的能量只有正偏条件下的十分之一左右。这是因为大部分功率消耗在结区中心,而正偏时则消耗在结区外的体电阻上。对于双极装置,发射结的面积通常小于其他结,结面比其他结更接近表面,因此经常观察发射结的退化。此外,击穿电压高于100V或漏电流小于1nA的pn结(如JFET与传统尺寸相似的栅结相比)pn对静电放电更敏感。


  很多都是相对的,不是绝对的,MOS管道只比其它器件敏感,ESD一个很大的特点是随机性,不是没有遇到MOS管道可以击穿它。此外,即使它产生了ESD,也不一定会击穿管子。


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  静电的基本物理特征是:


  (1)有吸引力或排斥力;


  (2)有电场,与地面有电位差;


  (3)会产生放电电流。


  这三种情况是ESD一般会对电子元件产生以下三种情况:


  (1)元件吸附灰尘,改变线路之间的阻抗,影响元件的功能和使用寿命;


  (2)由于电场或电流损坏元件的绝缘层和导体,元件不能工作(完全损坏);


  (3)因瞬间的电场软击穿或电流产生过热,使元件受损,虽然仍能工作,但是寿命受损。所以ESD对MOS管道损坏可能是一、三、两种情况,不一定是每次的第二种情况。在上述三种情况下,如果元件完全损坏,将能够在生产和质量测试中被发现和消除,影响较小。如果元件轻微损坏,在正常测试中不容易发现,在这种情况下,经过多次加工,甚至在使用时,不仅检查困难,而且损失难以预估。静电对电子元件的危害不亚于严重火灾和爆炸事故的损失。


  在什么情况下,电子元件和产品会被静电损坏?可以说,电子产品从生产到使用的整个过程都受到静电损坏的威胁。静电威胁着从设备制造到插件装焊、整机装联、包装运输到产品应用。在电子产品的整个生产过程中,静电敏感元件在每个阶段的每一个小步骤都可能受到静电的影响或损坏,但事实上,重要和容易忽视的是元件的传输和运输过程。在此过程中,由于运输容易暴露在外部电场(如高压设备附近、工人频繁移动、车辆快速移动等),因此需要特别注意传输和运输过程,以减少损失,避免冷漠的纠纷。保护加齐纳稳压管。


  现在的mos管道不太容易被击穿,尤其是大功率vmos,很多都有二极管保护。vmos栅极电容大,无高压感应。与干燥的北方不同,南方潮湿,不易产生静电。现在大多数人都有了CMOS设备内部已增加IO但用手直接接触口腔保护。CMOS管脚的设备不是一个好习惯。至少管脚的可焊性较差。


  超致MOS管道被击穿的原因及处理方案


  一、MOS管道本身的输入电阻很高,栅极间电容很小,容易被外部电磁场或静电感应带电,少量电荷可以在极间电容上形成相当高的电压 (U=Q/C),损坏管道。虽然MOS输入端有抗静电保护措施,但仍需谨慎对待。用金属容器或导电材料包装,不要放在容易产生静电高压的化学材料或化纤织物中。组装调试时,工具、仪器、工作台应接地良好。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先接一下地。设备在矫直弯曲或人工焊接时,必须接地良好。


  二、MOS通时电流容量一般为1mA,过大的瞬态输入电流(超过10mA)保护电阻应串联输入。因此,在应用过程中可以选择内部保护电阻MOS管应。还有 由于保护电路吸收的瞬时能量有限,过大的瞬时信号和过高的静电电压会使保护电路失效。因此,焊接时电烙铁必须可靠接地,以防止漏电击穿装置的输入端。一般情况下,电烙铁的余热可以在断电后焊接,接地管脚可以先焊接。


  超致MOS管它是一种对电压敏感的电压驱动元件,悬挂G容易受到外部干扰MOS外部干扰信号对导通G-S结电容充电,这个小电荷可以储存很长时间。G悬空在试验中非常危险,很多都是因为这样爆管,G下拉电阻对地,旁路干扰信号不会直通,一般可以10~20K。该电阻称为栅极电阻。


  功能1:为现场效应管提供偏置电压;


  功能2:起泻电阻的作用(保护栅极电阻)G~源极S)。


  第一个功能很容易理解,这里解释第二个功能的原理:保护栅极G~源极S:场效应管的G-S极间电阻值很大,所以只要有少量的静电,他就可以G-S极间等效电容器的两端产生高电压。如果不及时排出这些少量静电泻,两端的高压可能会导致场效应管误动,甚至有可能击穿它G-S极;这时栅极与源极之间加的电阻就能把上述的静电泻放掉,从而起到了保护场效应管的作用。


  综合上述内容,超致MOS管静电击穿有两种方式,一种是电压型,一种是功率型,还介绍被击穿的处理方式。

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