MOS管是金属氧化物半导体场效应晶体管或金属绝缘子半导体。 MOS管的总和可以切换,并且它们都是在P型中形成的N型区域。在大多数情况下,这两个区域是相同的,即使两端并联调谐,也不会影响设备的性能。这样的设备被认为是对称的。
MOS管是一种类型的FET(另一种是JFET),可以分为四种类型:增强或耗尽的类型,P通道或N通道,但是唯一的实际应用是增强的N通道MOS管和增强的P- Mos管,因此NMOS或PMOS涉及这两种类型。
对于这两个增强的MOS管,NMOS更常用。原因是耐药性很小且易于制造。因此,NMO通常用于开关电源和电机驱动等应用中。在以下引言中,NMO也是主要重点。
Mos管的三个销钉之间有一个寄生电容器,这不是我们需要的,而是由制造工艺限制引起的。寄生电容器的存在使设计或选择驾驶员电路时更加麻烦,但是无法避免它。我将稍后详细介绍它。
在MOS管的工作示意图上,您可以看到排水管和源之间存在寄生二极管。这称为身体二极管。当驾驶电感载荷(例如电动机)时,该二极管非常重要。顺便说一句,身体二极管仅存在于单个MOS管中,通常在集成电路芯片中不可用。
通常有两种类型:精疲力尽和增强。本文使用增强的MOS
对于MOS管,其内部结构显示在MOS管的工作原理图中。它可以分为NPN类型的PNP类型。 NPN类型通常称为N通道类型,PNP类型也称为P通道类型。从图可以看出,N通道的场效应晶体管的源和漏极连接到N型半导体,并且P通道的磁场效应晶体管的源和漏极连接到P型半导体。我们知道晶体管通常通过输入电流控制输出电流。但是,对于场效应管,其输出电流由输入电压(或电场)控制。可以认为输入电流极小或没有输入电流,这使得设备具有很高的输入阻抗,这也是我们称其为现场效应管的原因。
为了解释MOS管的工作示意图,让我们首先了解仅包含一个PN连接的二极管的工作过程。如图所示,我们知道,当添加二极管时(与正极电极连接到正极电极的p末端,连接到负电极)时,二极管将打开并通过其PN连接的电流。这是因为当p型半导体末端是正电压时,N型半导体中的负电子被吸引并激增至P型半导体端子,其端子为正电压,而P-type半导体末端的正值朝N-型半径式终端移动。同样,当添加二极管的反向电压(与正极电极连接的负电极和N端子连接)时,P型半导体端子是负电压,并且正电子浓缩在p-type半径端子上,负极端子是n-的n-,则是n-。电子不会移动,并且PN连接不通过,并且二极管被关闭。
对于MOS管(见图),当门处没有电压时,可以从先前的分析中可以看出,源和排水之间的电流在此时,MOS管和关闭状态在此时不会流动(图A)。当有正电压施加到N通道MOS管上时。
目前,就市场应用而言,第一排名首先是消费电子电源适配器产品。 MOS管的第二大应用领域是计算机主板,NB,计算机适配器,LCD显示器和其他产品。随着国家状况的发展,计算机主板,计算机适配器和LCD显示器对MOS管的需求超过了消费电子电源适配器的需求。
第三个是在网络通信,工业控制,汽车电子和动力设备的领域中。这些产品对MOS管的需求也很大,尤其是现在汽车电子对MOS管的直接需求,它直接遵循消费电子产品。
使用探针表与源表匹配以测试晶圆级MOS
出于MOS故障的原因,总结了以下六个点,然后分析1和2的关键点:
1:雪崩故障(电压故障),这是我们通常称为排水和源之间的电压超过额定电压的电压,并超过了一定能力,从而导致故障。
2:SOA故障(当前故障)是由于超出安全工作区域以外的故障而引起的,由于ID的故障超出了设备规范的故障,并且由于ID的过度和由于设备的长期热量积累而导致的设备损失过多。
3:身体二极管故障:在拓扑结构(例如桥梁类型和LLC)中,对散装二极管的自由流有用,这是由散装二极管损坏造成的。
4:谐振失败:在平行使用期间,栅极和电路的寄生参数导致振荡失败。
5:静态故障:在秋季和冬季,由人体和设备的静电引起的设备故障。
6:栅极电压故障:由于电压尖峰异常,门栅极氧层失败。
雪崩故障分析(电压故障)
雪崩失败到底是什么?仅将电源电压,变压器反射电压,泄漏电感峰值电压和其他系统电压叠加在排水管和源之间的其他系统电压,从而导致故障模式,将其叠加在电源板上。简而言之,这是一个常见的故障模式,这是由于排水源的电压超过其指定的电压值并达到一定的能量极限而引起的。
也许我们经常要求设备制造商分析电力板上的故障分析。大多数制造商只能得出EAS.EOS的结论。那么,我们如何区分它是否是雪崩故障?以下是雪崩测试后失败的设备图。我们可以比较它,以确定它是否是雪崩故障。
雪崩故障的预防措施
雪崩故障最终是电压故障,因此我们专注于预防电压。有关详细信息,请参阅以下方法。
1:使用合理降低金额。目前,该行业的减少通常会选择80%-95%的减少。具体情况是基于公司的保修条款和电路问题。
2:合理的变压器反射电压。
3:RCD和电视吸收电路的合理设计。
4:尝试采用较厚且短的布局结构,以使高电流接线以最大程度地减少接线寄生电感。
5:选择合理的门电阻RG。
6:在高功率电源中,可以根据需要适当添加RC减震器或二极管。
SOA失败(当前故障)
让我们简要地谈论第二点,SOA失败了
SOA故障是指由异常高电流和操作过程中电源电压引起的损伤模式,这会导致瞬时局部加热。或由芯片,散热器和封装无法随时间达到热平衡引起的热分解模式,导致热量积聚,并连续加热会导致温度超过氧化物层的极限。
可以引用每条SOA线的参数限制值。
1:受最大额定电流和脉冲电流的限制
2:受最高温度的限制。
3:受设备的最大耗散限制。
4:受最大单脉冲电流的限制。
5:故障电压限制区域
只要我们确保能量设备在上方的限制区域内,我们就可以有效地避免出现由其引起的电力故障问题。
这是一个非典型的SOA,导致失败。由于已经到铝,因此看起来并不直接,请参考它。
SOA失败的预防措施:
1:确保在最坏的条件下,所有功率限制条件都在SOA极限线内。
2:OCP功能必须精确且详细。
在设计OCP点时,大多数工程师可能需要当前边距的1.1-1.5倍,然后根据IC保护电压(例如0.7V)开始调试电阻器。一些经验丰富的人会考虑到检测延迟时间以及CISS对OCP的实际影响。但是目前有一个更值得注意的参数,即TD(OFF)。
当电流波形即将到达电流的峰值时,会下降。在此下降点之后,有一段时间的上升时间。这一时期的本质是,在IC检测到过电流的信号被关闭后,它也开始关闭。但是,由于设备本身的关闭延迟,电流将具有二级上升平台。如果次级上升平台太大,那么当变压器边缘设计不足时,它很可能会产生磁饱和度的电流影响或超过设备规范的电流的故障。
3:合理的热设计余量,我对此不会说太多。每个公司都有自己的衍生标准,足以严格实施它。如果没有,请添加散热器。
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