案例分析-電動開關為何失效？

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我們經常會遇到設計的時候一些不經意的問題，或者在先期設計的時候考慮不到的事情。我們來看這個例子：

在設計系統(tǒng)的時候，為了增加系統(tǒng)的可靠性和防止意外情況發(fā)生，我們總是會在重要的控制中加入手動開關控制這一終極策略，但是在這個案例中正是這個手動開關導致了電子開關的失效。這是一個Mosfet管和手動開關一起驅動繼電器的例子，如果你這么設計了，那么相信不久你就會發(fā)現，Mosfet管不能工作了。

經過測試和分析，以上連接的拓撲能生成能破壞MOSFET的電壓浪涌噪聲。其機理是由于開關的機械抖動引起的噪聲，帶動繼電器的線圈產生大的電壓浪涌噪音注入模塊內的Mos管上。盡管Mos管內存在保護（ESD和鉗位電壓限制器），損壞的區(qū)域還是在DS。
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這個問題暴露了當前設計中限制MOSFET運用的問題，真正的問題在于MOSFET器件DS之間很脆弱，DS之間有一個寄生的三極管：
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Mos管能夠承受的dv/dt的能力是有限的，此外mos管也存在著最大擊穿電壓的限制。因此當Dv/dt過大的時候，它會打開寄生三極管，或者電壓超過擊穿電壓，電流不能限制住的時候，Mos管都會損壞。經過試驗和分析，mos管的損壞是由于寄生三極管被擊穿而損壞了。

試驗圖形如上，可以發(fā)現開關關閉時候浪涌電壓噪聲很大。

對策：
我們盡量避免機械開關和電子開關并聯控制繼電器線圈這樣的拓撲結構。如果無法避免，我們可以用三極管取代MOSFET器件來驅動mos管，或者加上保護器件如壓敏電阻器，TVS之類。