MOS在控制器電路中的工作狀態(tài):開(kāi)通過(guò)程(由截止到導(dǎo)通的過(guò)渡過(guò)程)、導(dǎo)通狀態(tài)、關(guān)斷過(guò)程(由導(dǎo)通到截止的過(guò)渡過(guò)程)、截止?fàn)顟B(tài)。
MOS主要損耗也對(duì)應(yīng)這幾個(gè)狀態(tài):開(kāi)關(guān)損耗(開(kāi)通過(guò)程和關(guān)斷過(guò)程),導(dǎo)通損耗,截止損耗(漏電流引起的,這個(gè)忽略不計(jì)),還有雪崩能量損耗。
只要把這些損耗控制在MOS承受規(guī)格之內(nèi),MOS即會(huì)正常工作,超出承受范圍,即發(fā)生損壞。而開(kāi)關(guān)損耗往往大于導(dǎo)通狀態(tài)損耗,不同MOS這個(gè)差距可能很大。
Mos開(kāi)關(guān)原理 :Mos是電壓驅(qū)動(dòng)型器件,只要柵極和源級(jí)間給一個(gè)適當(dāng)電壓,源級(jí)和漏級(jí)間通路就形成。這個(gè)電流通路的電阻被成為mos內(nèi)阻,就是導(dǎo)通電阻。這個(gè)內(nèi)阻大小基本決定了mos芯片能承受的最大導(dǎo)通電流(當(dāng)然和其它因素有關(guān),最有關(guān)的是熱阻),內(nèi)阻越小承受電流越大(因?yàn)榘l(fā)熱小)。
靜電放電和高溫
靜電放電是指在MOS管與其他元件或人體之間發(fā)生的電荷交換現(xiàn)象,如果靜電放電能量過(guò)大,會(huì)導(dǎo)致MOS管的擊穿或損壞。
MOS管在高溫環(huán)境下工作時(shí),將降低其電性能,進(jìn)而引起燒壞。同時(shí),高溫也會(huì)損壞MOS管的封裝材料,導(dǎo)致漏電等問(wèn)題。
因此,要保證焊接點(diǎn)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。避免出現(xiàn)虛焊、冷焊等現(xiàn)象。也要關(guān)注散熱問(wèn)題,通過(guò)加裝散熱片、風(fēng)扇等散熱裝置來(lái)降低高溫問(wèn)題。
MOS管控制端柵極串聯(lián)電阻是否過(guò)大?
雖然MOS管屬于電壓控制型器件,但是該電阻不能省,串聯(lián)該電阻起到隔離保護(hù)作用。
若該電阻太大,因?yàn)镸OS管會(huì)有結(jié)電容,管子太大充電速度慢,管子很長(zhǎng)時(shí)間達(dá)不到飽和開(kāi)通狀態(tài),從而過(guò)熱燒毀。該電阻阻值一般10k以?xún)?nèi)即可。
若為正反轉(zhuǎn)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,如下圖4個(gè)二極管不能省,這4個(gè)二極管屬于電機(jī)線(xiàn)圈續(xù)流二極管,用于保護(hù)控制電路,若控制管使用的是MOS管,其內(nèi)部一般會(huì)有寄生二極管,不需要外接。
MOS管體二極管的緩慢反向恢復(fù)
諸如特斯拉線(xiàn)圈之類(lèi)的高 Q 諧振電路能夠在其電感和自電容中存儲(chǔ)大量能量。
在某些調(diào)諧條件下,當(dāng)一個(gè)MOS管關(guān)閉而另一個(gè)器件打開(kāi)時(shí),這會(huì)導(dǎo)致電流“續(xù)流”通過(guò) MOS管的內(nèi)部體二極管。
這個(gè)原本不是什么問(wèn)題,但當(dāng)對(duì)面的MOS管試圖開(kāi)啟時(shí),內(nèi)部體二極管的緩慢關(guān)斷(或反向恢復(fù))就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。
與MOS管 自身的性能相比,MOS管 體二極管通常具有較長(zhǎng)的反向恢復(fù)時(shí)間。如果一個(gè) MOS管的體二極管在對(duì)立器件開(kāi)啟時(shí)導(dǎo)通,則類(lèi)似于上述擊穿情況發(fā)生“短路”。
這個(gè)問(wèn)題通常可以通過(guò)在每個(gè)MOS管周?chē)砑觾蓚€(gè)二極管來(lái)緩解。
首先,肖特基二極管與MOS管源極串聯(lián),肖特基二極管可防止MOS管體二極管被續(xù)流電流正向偏置。其次,高速(快速恢復(fù))二極管并聯(lián)到MOS管/肖特基對(duì),以便續(xù)流電流完全繞過(guò)MOS管和肖特基二極管。
這確保了MOS管體二極管永遠(yuǎn)不會(huì)被驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通,續(xù)流電流由快恢復(fù)二極管處理,快恢復(fù)二極管較少出現(xiàn)“擊穿”問(wèn)題。
雪崩破壞
如果在漏極-源極間外加超出器件額定VDSS的電涌電壓,而且達(dá)到擊穿電壓V(BR)DSS (根據(jù)擊穿電流其值不同),并超出一定的能量后就發(fā)生破壞的現(xiàn)象。
在介質(zhì)負(fù)載的開(kāi)關(guān)運(yùn)行斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的回掃電壓,或者由漏磁電感產(chǎn)生的尖峰電壓超出功率MOSFET的漏極額定耐壓并進(jìn)入擊穿區(qū)而導(dǎo)致破壞的模式會(huì)引起雪崩破壞。
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