MOSFET的失效機(jī)理

MOSFET的失效機(jī)理

當(dāng)向MOSFET施加高于絕對(duì)最大額定值BVDSS的電壓時(shí)，會(huì)造成擊穿并引發(fā)雪崩擊穿。

發(fā)生雪崩擊穿時(shí)，會(huì)流過大電流，存在MOSFET失效的危險(xiǎn)。

MOSFET雪崩失效包括短路造成的失效和熱量造成的失效。

01什么是雪崩擊穿：當(dāng)向MOSFET施加高于絕對(duì)最大額定值BVDSS的電壓時(shí)，就會(huì)發(fā)生擊穿。當(dāng)施加高于BVDSS的高電場(chǎng)時(shí)，自由電子被加速并帶有很大的能量。這會(huì)導(dǎo)致碰撞電離，從而產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。這種電子-空穴對(duì)呈雪崩式增加的現(xiàn)象稱為“雪崩擊穿”。在這種雪崩擊穿期間，與MOSFET內(nèi)部二極管電流呈反方向流動(dòng)的電流稱為“雪崩電流IAS”。

02雪崩失效：短路造成的失效：IAS會(huì)流經(jīng)MOSFET的基極寄生電阻RB。此時(shí)，寄生雙極型晶體管的基極和發(fā)射極之間會(huì)產(chǎn)生電位差VBE，如果該電位差較大，則寄生雙極晶體管可能會(huì)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。一旦這個(gè)寄生雙極晶體管導(dǎo)通，就會(huì)流過大電流，MOSFET可能會(huì)因短路而失效。

03雪崩失效：熱量造成的失效:在雪崩擊穿期間，不僅會(huì)發(fā)生由雪崩電流導(dǎo)致寄生雙極晶體管誤導(dǎo)通而造成的短路和損壞，還會(huì)發(fā)生由傳導(dǎo)損耗帶來的熱量造成的損壞。如前所述，當(dāng)MOSFET處于擊穿狀態(tài)時(shí)會(huì)流過雪崩電流。在這種狀態(tài)下，BVDSS被施加到MOSFET并且流過雪崩電流，它們的乘積成為功率損耗。這種功率損耗稱為“雪崩能量EAS”。