mos管被击穿的原因是什么?mos管被击穿有什么后果?
MOS管是一种ESD敏感器件,其输入电阻很高,而栅-源极之间的电容很小,因此很容易受到外界电磁场或静电的感应而带电,而且由于在静电较强的情况下很难释放电荷,容易造成静电击穿。
静电击穿有两种方式:
一、电压型,即栅极的薄氧化层被击穿,形成针孔,使栅极与源极短路,或使栅极与漏极短路;
二、功率型,即金属化薄膜铝条熔断,导致栅极开路或源极开路。
现在的mos管不是那么容易被击穿的,尤其是大功率vmos,很多都有二极管保护。vmos栅极电容大,无法感应到高压。如遇3DO型mos管冬季无防静电环试试,基本上摸一个挂一个。
与干燥的北方不同,南方潮湿不易产生静电。另外,目前大部分CMOS器件内部都增加了IO口保护。但是用手直接接触CMOS器件的管脚并不是一个好习惯。至少使管脚的可焊性变差。
静电放电形成短时大电流,放电脉冲的时间常数远小于器件散热的时间常数。因此,当静电放电电流通过面积较小的pn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,可能会使局部结温达到甚至超过材料的本征温度(如硅的熔点1415℃),使结区局部或多处熔化,导致pn结短路,设备完全失效。这种故障的发生主要取决于器件内部区域的功率密度。功率密度越小,器件越不容易损坏。
反偏pn结比正偏pn结更容易发生热致失效,在反偏条件下,结损坏所需的能量只有正偏条件下的十分之一左右。因为反偏时,大部分功率消耗在结区中心,而正偏时,则多消耗在结区外的体电阻上。对于双极器件,发射结的面积通常比其他结小,结面比其他结更接近表面,因此经常观察到发射结的退化。此外,击穿电压高于100伏或漏电流小于1na的pn结(如JFET的栅结)比常规的类似尺寸的pn结对静电放电更敏感。
一切都是相对的,不是绝对的。MOS管只比其他设备敏感。ESDESD有一个很大的特点就是随机性,并非没有碰到MOS管就能击穿。此外,即使产生ESD,也不一定能击穿管子。
静电的基本物理特征是:
(1)有吸引力或排斥力;
(2)有电场,与大地有电位差;
(3)会产生放电电流。
这三种情况,即ESD,通常会对电子元件产生以下三种影响:
(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)由于电场或电流破坏了元件的绝缘层和导体,元件无法工作(完全破坏);
(3)由于瞬时电场软击穿或电流过热,元件受损。虽然它仍然可以工作,但它的使用寿命受损。因此ESD对MOS管的损坏可能是一、三、两种情况,并非每次都是第二种情况。
在上述三种情况下,如果元件完全损坏,在生产和质量测试中会被发现和排除,影响较小。如果部件轻微损坏,在正常测试中不容易被发现。在这种情况下,经常会因为多次加工甚至使用而被发现和损坏,不仅难以检查,而且难以预测损失。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。
什么情况下电子元件和产品会被静电破坏?可以说,电子产品从生产到使用的全过程都受到静电破坏的威胁。从设备制造到插件焊接、整机连接、包装运输到产品应用,都受到静电的威胁。在整个电子产品生产过程中,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破坏,但实际上最重要和容易被忽视的是元件的传输和运输过程。在这个过程中,由于运输容易暴露在外部电场(如经过高压设备附近、工人频繁移动、车辆快速移动等)。)而产生静电,因此在传输和运输过程中,以减少损失,避免无关紧要的纠纷。加齐纳稳压管保护。
现在的mos管不是那么容易被击穿的,尤其是大功率vmos,很多都有二极管保护。vmos栅极电容大,无法感应到高压。与干燥的北方不同,南方潮湿不易产生静电。另外,目前大部分CMOS器件内部都增加了IO口保护。但是用手直接接触CMOS器件的管脚并不是一个好习惯。至少使管脚的可焊性变差。
MOS管被击穿的原因及解决方法。
第一,MOS管本身的输入电阻很高,栅源极间电容很小,容易被外界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。MOS输入端虽然有抗静电保护措施,但还是要小心。最好用金属容器或导电材料包装在储存和运输中,不要放在容易产生静电和高压的化学材料或化纤织物中。工具、仪表、工作台等。在组装和调试过程中接地。为了防止操作人员的静电干扰造成的损坏,如果不适合穿尼龙、化纤服装,最好在手或工具接触集成块之前先接地。设备引线矫直弯曲或人工焊接时,所用设备必须接地良好。
第二,MOS电路输入端的保护二极管,其通时电流容限一般为1mA,当可能出现过大的瞬态输入电流(超过10mA)时,应串联输入保护电阻。所以在应用中可以选择内部有保护电阻的MOS管。此外,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去作用。因此焊接时电烙铁必须可靠接地,以防漏电击穿器件输入端,一般使用时,可在断电后利用电烙铁余热进行焊接,并先焊接接地管脚。
MOS是一种电压驱动元件,对电压非常敏感。悬空G容易接受外部干扰,导致MOS通电。外部干扰信号充电G-S结电容,这种微小的电荷可以长期储存。G悬空在试验中非常危险,很多都是因为这样爆管,G接下拉电阻对地,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,作用1:为场效应管提供偏置电压;作用2:起到泻放电阻的作用(保护栅极G~源极S)。第一个功能很好理解。这里解释一下第二个功能的原理:保护栅极G~源极S:场效应管G-S极之间的电阻值很大,所以只要有少量的静电,他的G-S极之间的等效电容两端就能产生很高的电压。如果这些少量的静电没有及时排出,他两端的高压可能会导致场效应管误操作,甚至可能击穿其G-S极;此时,栅极与源极之间的电阻可以排出上述静电,从而起到保护场效应管的作用。