(AO4488|AON6240|应用电路图|参数管脚功能|接线图|内部结构图)开关电源中功率MOSFET损坏模式及分析+过电压和过电流测试电路|G,D,S|+功率MOSFET内部结构及等效电路
2019-08-13 15:03:07
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(AOS美国万代(万国)半导体公司代理商|泰德兰官网|AON6240mos管现货现出AO4488型号中文资料pdf|工作原理|电子新闻|摘要:(AO4488|AON6240|应用电路图|参数管脚功能|接线图|内部结构图)开关电源中功率MOSFET损坏模式及分析+过电压和过电流测试电路|G,D,S|+功率MOSFET内部结构及等效电路+电池保护电路板工作波形及MOSFET失效形态+芯片的封装类型及封装工艺影响芯片的散热条件) 

功率MOSFET的损坏模式有哪些?如何判断MOSFET的损坏方式?


                                                                                                         查看及下载 AON6240规格书详情,请点击下图。

XC6220

1:稳压电路 晶体管  稳压管的型号

XC6221

2:绝缘栅型场效应管、MOS场效应管、半导体

XC6222

3:mos晶体管的工作原理

XC6223

4:电子元器件

XC6224

(AO4488|AON6240|应用电路图|参数管脚功能|接线图|内部结构图)开关电源中功率MOSFET损坏模式及分析--

-开关电源中功率MOSFET损坏模式及分析:

5:mos晶体管的栅极    AOS公司

XC6225

6:mos晶体管源极      AOS半导体

XC6227

目前,功率MOSET管广泛地应用于开关电原系统及其它的一些功率电子电路中,然而,在实际的应用中,通常,在一些极端的边界条件下,如系统的输出短路及过载测试,输入过电压测试以及动态的老化测试中,功率MOSFET有时候会发生失效损坏。

7:vdmos,mosfet      AOSMOS管

XC6229

8:MESFET工作原理     AOS模拟开关

XC6230

工程师将损坏的功率MOSFET送到半导体原厂做失效分析后,得到的失效分析报告的结论通常是过电性应力EOS,无法判断是什么原因导致MOSFET的损坏。

9:双栅mosfet        AOSTVS二极管

XC6231

10:功率mosfet       AOSIGBT模块

NCE01H29T

本文将通过功率MOSFET管的工作特性,结合失效分析图片中不同的损坏形态,系统的分析过电流损坏和过电压损坏,同时,根据损坏位置不同,分析功率MOSFET管的失效是发生在开通的过程中,还是发生在关断的过程中,从而为设计工程师提供一些依据, 来找到系统设计的一些问题,提高电子系统的可靠性。

11:电子元件

NCE01H29TC

12:mos场效应管参数   AOS公司

NCE01H16

13:mos场效应管用途   AOS半导体

NCE1450

(AO4488|AON6240|应用电路图|参数管脚功能|接线图|内部结构图)开关电源中功率MOSFET损坏模式及分析--

-1.过电压和过电流测试电路:

14:mosfet      AOS代理商

NCE1490

15:场效应管是什么

NCE1502R

过电压测试的电路图如图1(a)所示,选用40V的功率MOSFET: AON6240, DFN5*6的封装。

16:mos管是什么

NCE1505S

其中,所加的电源为60v,使用开关来控制,将60V的电压直接加到AON6240的D和S极,熔丝用来保护测试系统,功率MOSFET损坏后,将电源断开。测试样品数量: 5片。

17:mos管  场效应管的基本知识

NCE1507IA

18:mos管怎么用    AOSMOS管

NCE1512IA

过电流测试的电路图如图2(b)所示,  选用40V的功率MOSFET: AON6240,DFN5*6的封装。 

19:大功率mos管驱动电路

NCE1520

首先合上开关A,用20V的电源给大电容充电,电容C的容值: 15mF,然后断开开关A,合上开关B,将电容C的电压加到功率MOSFET的D和S极,使用信号发生器产生一个电压幅值为4V、持续时间为1秒的单脉冲,加到功率MOSFET的C板。测试样品数量: 5片。

20:MOS管选型表要求

AOZ1236QI-01

21:电子器件,MOS管  AOS公司

AOZ1267QI-01

图1:测试电路图(a)过电压测试(b)过电流测试

22:元器件交易网

AOZ1268QI-01

23:MOS管当开关管怎么用的

AOZ1282CI

24:热管的工作原理

AOZ1282CI-2

(AO4488|AON6240|应用电路图|参数管脚功能|接线图|内部结构图)开关电源中功率MOSFET损坏模式及分析--

-2.过电压和过电流失效损坏:

25:超结场效应管    AOS半导体

AOZ1283PI

26:mos管工作用途    AOSMOS管

AOZ1284PI

将过电压和过电流测试损坏的功率MOSFET去除外面的塑料外壳,对露出的硅片正面失效损坏的形态的图片,分别如图2(a)和图2(b)所示。

27:AOS万代mos管

AOZ2151EQI-30/31

28:高压晶体管     AOS万代

AOZ2151QI-06

图2:失效图片(a)过电压损坏

29:快恢复和超快恢复二极管

AOZ2151QI-09

30:晶体管得工作原理,mos器件

M8918

31:mos二极管,mos    AOS美国万代

M8917

图2:失效图片(b)过电流损坏

32:线性稳压器,MOS管电源

M8916

33:ic采购

M8915

34:续流二极管

M8914

从图2(a)可以看到:过电压的失效形态是在硅片中间的某.个位置产生一 个击穿小孔洞,通常称为热点, 其产生的原因就是因为过压而产生雪崩击穿,在过压时,通常导致功率MOSFET内部寄生三极管的导通[1],由于三极管具有负温度系数特性,当局部流过三极管的电流越大时,温度越高,而温度越高,流过此局部区域的电流就越大,从而导致功率MOSFET内部形成局部的热点而损坏。

35:功率开关管    AOS功率IC

ME8205E

36:MOS管设计电源

ME6874

37:电容的作用     AOS美国万代

ME3985DS

硅片中间区域是散热条件最差的位置,也是最容易产生热点的地方,可以看到,上图中,击穿小孔洞即热点,正好都位于硅片的中间区域。

38:PWM控制电路

ME3981

39:MOS管驱动      AOS美国万代

ME3587

在过流损坏的条件下,图2(b)的可以看到:所有的损坏位置都是发生的S极,而且比较靠近G极,因为电容的能量放电形成大电流,全部流过功率MOSFET,所有的电流全部要汇集中S极,这样,S极附近产生电流集中,因此温度最高,也最容易产生损坏。

40:电感的基本知识     AOS公司

XC6233

41:MOS管开关条件

XC6234

42:MOS管集成电路    AOS半导体

XC62E

注意到,在功率MOSFET内部,是由许多单元并联形成的,如图3(a)所示,其等效的电路图如图3(b )所示,在开通过程中,离G极近地区域,VGS的电压越高,因此区域的单元流过电流越大,因此在瞬态开通过程承担更大的电流,这样,离G极近的S极区域,温度更高,更容易因过流产生损坏。

43:MOS管续流二极管     AOS万代

XC62FJ

44:ic代理

XC62H

45:MOS管工作详解      AOSMOS管

XC62K

图3:功率MOSFET内部结构及等效电路(a)内部结构

46:P沟道mos管

XC6501

47:mos管电源中作用

XC6503

48:mos管应用电路      AOS公司

XC6504

图3:功率MOSFET内部结构及等效电路(b)过电流损坏

49:mos管封装

XC6505

50:mos管工作原理

LMDL6050T1G

51:mos管的三个极

LBAS16HT1G

(AO4488|AON6240|应用电路图|参数管脚功能|接线图|内部结构图)开关电源中功率MOSFET损坏模式及分析--

-3.过电压和过电流混合失效损坏:

52:mos管驱动芯片    AOS美国万代

LBAS16BST5G

53:场效应管符号    AOS代理商

LBAS516T1G

在实际应用中,单一的过电流和过电流的损坏通常很少发生,更多的损坏是发生过流后,由于系统的过流保护电器工作,将功率MOSFET关断, 这样,在关断的过程中,发生过压即雪崩。从图4可以看到功率MOSPET先过流,然后进入雪崩发生过压的损坏形态。

54:MOS管开关电路   AOS公司

LBAS316T1G

55:电子电路图网    AOS半导体

L1SS355T1G

图4:过流后再过压损坏形态

56:快恢复二极管

L1SS400CST5G

57:场效应管       AOSMOS管

L1SS400GT1G

58:24v开关电源     AOS代理商

L1SS400T1G

可以看到,和上面过流损坏形式类似,它们也发生在靠近S极的地方,同时,也有因为过压产生的击穿的洞坑,而损坏的位置远离S极,和上面的分析类似,在关断的过程,距离G极越远的位置,在瞬态关断过程中,VGS的电压越高,承担电流也越大,因此更容易发生损坏。

59:24v开关电源电路图   AOS公司

L1SS400BST5G

60:igbt驱动电路     AOS半导体

NCE1520K

61:igbt是什么     AOS代理商

NCE1520KA

(AO4488|AON6240|应用电路图|参数管脚功能|接线图|内部结构图)开关电源中功率MOSFET损坏模式及分析--

-4.线性区大电流失效损坏:

62:led电路     AOS模拟开关

NCE1530C

63:led电路图    AOSTVS二极管

NCE1540K

在电池充放电保护电路板上,通常,负载发生短线或过流电,保护电路将关断功率MOSFET,以免电池产生过放电。但是,和通常短路或过流保护快速关断方式不同,功率MOSFET以非常慢的速度关断,如下图5所示,功率MOSFET的G极通过一个1M的电阻,缓慢关断。从VGS波形上看到,米勒平台的时间高达5ms。米勒平台期间,功率MOSFET工作在放大状态,即线性区。

64:led路灯电源    AOSIGBT模块

NCE1540KA

65:led驱动       AOS功率IC

NCE1540AD

66:集成电路芯片    AOS美国万代

NCE1550

功率MOSFET工作开始工作的电流为10A,使用器件为AO4488,失效的形态如图5(c)所示。当功率MOSFET工作在线性区时,它是负温度系数,局部单元区域发生过流时,同样会产生局部热点,温度越高,电流越大,导致温度更一步增加,然后过热损坏。可以看出,其损坏的热点的面积较大,是因为此区域过一定时间的热量的积累。另外,破位的位置离G极较远,损坏同样发生的关断的过程,破位的位置在中间区域,同样,也是散热条件最差的区域。另外,在功率MOSFET内部,局部性能弱的单元,封装的形式和工艺,都会对破位的位置产生影响。

67:led驱动电路     AOS模拟开关

NCE1579

68:led驱动电源      AOS公司

NCE1579A

69:led驱动芯片    AOS半导体

NCE1579C

70:led照明电路    AOS代理商

AOZ2151QI-10

图5:电池保护电路板工作波形及MOSFET失效形态(a):电池保护电路板电路

71:p沟道场效应管   AOSMOS管

AOZ2152EQI-28/29

72:场效应晶体管    AOS美国万代

AOZ2152EQI-30/31

73:场效应管原理    AOS公司

AOZ2152QI-06

图5:电池保护电路板工作波形及MOSFET失效形态(b):工作波形

74:场效应管型号    AOS半导体

AOZ2153EQI-30/31

75:场效应管开关电路   AOS代理商

AOZ2254EQI-30/31

76:场效应管功率放大器   AOSMOS管

AOZ2255EQI-30/31

图5:电池保护电路板工作波形及MOSFET失效形态(c):失效图片

77:电路图分析     AOS功率IC

AOZ2260QI-10

78:场效应管功放电路   AOS公司

AOZ2260QI-15

79:场效应管功放    AOS半导体

AOZ2260QI-18

另外,一些电子系统在起动的过程中,芯片的VCC电源,也是功率MOSFET管的驱动电源建立比较慢,如在照明中,使用PFC的电感绕组给PWM控制芯片供电,这样,在起动的过程中,功率MOSFET由于驱动电压不足,容易进入线性区工作。在进行动态老化测试的时候,功率MOSFET不断的进入线性区工作,工作一段时间后, 就会形成局部热点而损坏。

80:场效应管工作原理   AOS代理商

M8900

81:场效应管工作电压  AOS美国万代

M8920

82:场效应管符号    AOS公司

M8912

使用AOT5N50作测试,G极加5V的驱动电压,做开关机的重复测试,电流ID=3,工作频率8Hz重复450次后,器件损坏,波形和失效图片如图6(b)和(c)所示。可以看到,器件形成局部热点,而且离G极比较近,因此,器件是在开通过程中,由于长时间工作线性区产生的损坏。

83:场效应管的作用   AOSMOS管

M8911A

84:场效应管的参数   AOS半导体

M8911

85:场效应管测量    AOS美国万代

ME3500

图6(a)是器件AOT5N50在 一个实际应用中,在动态老化测试过程生产失效的图片,而且测试实际的电路,起动过程中,MOSFET实际驱动电压5V,MOSFET工作在线性区,失效形态和图6(b)相同。

86:稳压电源电路图   AOS代理商

ME3491D

87:稳压二极管参数    AOS半导体

MESS84W

图6: MOSFET开通工作在线性区工作波形及失效形态--失效图片(a)  失效图片(b)

88:电路图符号    AOSMOS管

MESS138W

89:稳压二极管型号   AOS美国万代

ME2645

90:稳压芯片    AOS公司

XC6601

图6: MOSFET开通工作在线性区工作波形及失效形态--(c)失效图片

91:肖特基二极管    AOS半导体

XC6602

92:锂电保护芯片   AOS美国万代

XC6603

93:锂离子电池工作原理  AOS代理

XC6604

(AO4488|AON6240|应用电路图|参数管脚功能|接线图|内部结构图)开关电源中功率MOSFET损坏模式及分析---

5.结论:


( 1 )功率MOSFET单一的过电压损坏形态通常是在中间散热较差的区域产生一个 局部的热点,而单一的过电流的损坏位置通常是在电流集中的靠近S极的区域。实际应用中,通常先发生过流,短路保护MOSFET关断后,又经历雪崩过压的复合损坏形态。


(2)损坏位置距离G极近,开通过程中损坏的几率更大;损坏位置距离G极远,关断开通过程中损坏几率更大。


(3)功率MOSFET在线性区工作时,产生的失效形态也是局部的热点,热量的累积影响损坏热点洞坑的大小。


( 4)散热条件是决定失效损坏发生位置的重要因素,芯片的封装类型及封装工艺影响芯片的散热条件。另外,芯片生产工艺产生单元性能不致而形成性能较差的单元,也会影响到损坏的位置。


AOS代理商,AOS公司是功率半导体芯片IC,模拟开关芯片IC,瞬态电压抑制/TVS二极管,高低压MOSFET/大小功率MOS管,IGBT模块生产商,AOS代理商泰德兰提供AOS公司中国现货及AOS公司半导体订货,AOS公司授权AOS代理商泰德兰电子,AOS是美国万代(万国)半导体公司。



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XC6902

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99:电器元件   AOS美国万代

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100:电路图符号大全  AOS公司


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