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MOS管击穿的原因与解决方案

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MOS管击穿的原因与解决方案_第1页
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MOS管击穿的原因及解决方案MOS管被击穿的原因及解决方案如下:第一、MOS管本身的输入电阻很高,而栅 -源极间电容又非常小,所以极易受外界电磁场或静电的感应而带电,而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压(U=Q/C),将管子损坏虽然MOS输入端有抗静电的保护措施,但仍需小心对待,在存储和运输中最好用金属容器或者导电材料包装, 不要放在易产生静电高压的化工材料或化纤织物中组装、调试时,工具、仪表、工作台等均应良好接地要防止操作人员的静电干扰造成的损坏,如不宜穿尼龙、化纤衣服,手或工具在接触集成块前最好先接一下地对器件引线矫直弯曲或人工焊接时,使用的设备必须良好接地第二、MOS电路输入端的保护二极管,其导通时电流容限一般为1mA在可能出现过大瞬态输入电流(超过1 OmA)时,应串接输MOS入保护电阻而129#在初期设计时没有加入保护电阻,所以这也是MOS管可能击穿的原因,而通过更换一个内部有保护电阻的管应可防止此种失效的发生还有由于保护电路吸收的瞬间能量有限, 太大的瞬间信号和过高的静电电压将使保护电路失去作用所以可断电后利用电烙铁的余热进行焊接,并先焊其接地管脚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,附录:静电的基本物理特征为:有吸引或排斥的力量;有电场存在,与大地有电位差;会产生放电电流。

这三种情形会对电子元件造成以下影 响:1. 元件吸附灰尘,改变线路间的阻抗,影响元件的功能和寿命2. 因电场或电流破坏元件绝缘层和导体,使元件不能工作(完全破坏)3. 因瞬间的电场软击穿或电流产生过热,使元件受伤,虽然仍能工作,但是寿命受损上述这三种情况中,如果元件完全破坏,必能在生产及品质测试中被察觉而排除,影响较少如果元件轻微受损,在正常测试中不易被发现,在这种情形下,常会因经过多次加工,甚至已在使用时,才被发现破坏,不但检查不易,而且损失亦难以预测静电对电子元件 产生的危害不亚于严重火灾和爆炸事故的损失电子元件及产品在什么情况下会遭受静电破坏呢?可以这么说:电子产品从生产到使用的全过程都遭受静电破坏的威胁从器件制造到 插件装焊、整机装联、包装运输直至产品应用,都在静电的威胁之下在整个电子产品生产过程中,每一个阶段中的每一个小步骤,静 电敏感元件都可能遭受静电的影响或受到破坏,而实际上最主要而又容易疏忽的一点却是在元件的传送与运输的过程在这个过程中, 运输因移动容易暴露在外界电场(如经过高压设备附近、工人移动频繁、车辆迅速移动等)产生静电而受到破坏,所以传送与运输过程 需要特别注意,以减少损失,避免无所谓的纠纷。

场效应管(MOSFET)检测方法与经验一、用指针式万用表对场效应管进行判别(1 )用测电阻法判别结型场效应管的电极根据场效应管的PN结正、反向电阻值不一样的现象,可以判别出结型场效应管的三个电极具体方法:将万用表拨在RXlk档上,任 选两个电极,分别测出其正、反向电阻值当某两个电极的正、反向电阻值相等,且为几千欧姆时,则该两个电极分别是漏极D和源极S因为对结型场效应管而言,漏极和源极可互换,剩下的电极肯定是栅极G也可以将万用表的黑表笔(红表笔 也行)任意接触一个电极,另一只表笔依次去接触其余的两个电极,测其电阻值当出现两次测得的电阻值近似相等时,则黑表笔所接触的电极为栅极,其余两电极分别为漏极和源极若两次测出的电阻值均很大,说明是PN结的反向,即都是反向电阻,可以判定是N沟道场效应管,且黑表笔接的是栅极;若两次测出的电阻值均很小,说明是正向PN结,即是正向电阻,判定为P沟道场效应管,黑表笔接的也是栅极若不出现上述情况,可以调换黑、红表笔按上述方法进行测试,直到判别出栅极为止2 )用测电阻法判别场效应管的好坏测电阻法是用万用表测量场效应管的源极与漏极、栅极与源极、栅极与漏极、栅极G1与栅极G2之间的电阻值同场效应管手册标明的 电阻值是否相符去判别管的好坏。

具体方法:首先将万用表置于RX1 0或R X100档,测量源极S与漏极D之间的电阻,通常在几十欧到几千欧范围(在手册中可知,各种不同型号的管,其电阻值是各不相同的),如果测得阻值大于正常值,可能是由于内部接触不良;如果测得阻值是无穷大,可能是内部断极然后把万用表置于RXIOk档,再测栅极G1与G2之间、栅极与 源极、栅极与漏极之间的电阻值,当测得其各项电阻值均为无穷大,则说明管是正常的;若测得上述各阻值太小或为通路,则说明管是坏的要注意,若两个栅极在管内断极,可用元件代换法进行检测3 )用感应信号输人法估测场效应管的放大能力具体方法:用万用表电阻的 RX1OO档,红表笔接源极S,黑表笔接漏极D,给场效应管加上 1.5 V的电源电压,此时表针指示出的漏源极间的电阻值然后用手捏住结型场效应管的栅极G,将人体的感应电压信号加到栅极上这样,由于管的放大作用,漏源 电压VDS和漏极电流lb都要发生变化,也就是漏源极间电阻发生了变化,由此可以观察到表针有较大幅度的摆动如果手捏栅极表针 摆动较小,说明管的放大能力较差;表针摆动较大,表明管的放大能力大;若表针不动,说明管是坏的根据上述方法,我们用万用表的RX1OO档,测结型场效应管3DJ2F。

先将管的G极开路,测得漏源电阻RDS为600 Q,用手捏住G 极后,表针向左摆动,指示的电阻RDS为12k Q,表针摆动的幅度较大,说明该管是好的,并有较大的放大能力运用这种方法时要说明几点:首先,在测试场效应管用手捏住栅极时,万用表针可能向右摆动(电阻值减小),也可能向左摆动(电阻值增加)这是由于人体感应的交流电压较高,而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同(或者工作在饱和区或者在不饱和区)所致,试验表明,多数管的 RDS增大,即表针向左摆动;少数管的 RDS减小,使表针向右摆动但无论表针摆动方向如何,只要表针摆动幅度较大, 就说明管有较大的放大能力第二,此方法对 MOS场效应管也适用但要注意,MOS场效应管的输人电阻高,栅极G允许的感应电压不应过高,所以不要直接用手去捏栅极,必须用于握螺丝刀的绝缘柄,用金属杆去碰触栅极,以防止人体感应电荷直接加到栅极,引起栅极击穿第三,每次测量完毕,应当 G-S极间短路一下这是因为G-S结电容上会充有少量电荷,建立起V G S电压,造成再进行测量时表针可能不动, 只有将G-S极间电荷短路放掉才行4 )用测电阻法判别无标志的场效应管首先用测量电阻的方法找出两个有电阻值的管脚,也就是源极S和漏极D,余下两个脚为第一栅极 G1和第二栅极G2。

把先用两表笔测的源极S与漏极D之间的电阻值记下来,对调表笔再测量一次,把其测得电阻值记下来,两次测得阻值较大的一次,黑表笔所接的电极为漏极D;红表笔所接的为源极S用这种方法判别出来的S、D极,还可以用估测其管的放大能力的方法进行验证,即放大能力大的黑表笔所接的是D极;红表笔所接地是8极,两种方法检测结果均应一样当确定了漏极D、源极S的位置后,按D、S的对应位置装人电路,一般 G1、G2也会依次对准位置,这就确定了两个栅极 G1、G2的位置,从而就确定了D、S、G1、G2管脚的顺序5 )用测反向电阻值的变化判断跨导的大小对VMOS N沟道增强型场效应管测量跨导性能时,可用红表笔接源极S、黑表笔接漏极D,这就相当于在源、漏极之间加了一个反向电压此时栅极是开路的,管的反向电阻值是很不稳定的将万用表的欧姆档选在R XIOk Q的高阻档,此时表内电压较高 当用手接触栅极G时,会发现管的反向电阻值有明显地变化,其变化越大,说明管的跨导值越高;如果被测管的跨导很小,用此法测时, 反向阻值变化不大二、.场效应管的使用注意事项(1 )为了安全使用场效应管,路的设计中不能超过管的耗散功率,最大漏源电压、最大栅源电压和最大电流等参数的极限 值。

2 )各类型场效应管在使用时,都要严格按要求的偏置接人电路中,要遵守场效应管偏置的极性如结型场效应管栅源漏之间是PN结,N沟道管栅极不能加正偏压;P沟道管栅极不能加负偏压,等等3) MOS场效应管由于输人阻抗极高,所以在运输、贮藏中必须将引出脚短路,要用金属屏蔽包装,以防止外来感应电势将 栅极击穿尤其要注意,不能将MOS场效应管放人塑料盒子内,保存时最好放在金属盒内,同时也要注意管的防潮4 )为了防止场效应管栅极感应击穿,要求一切测试仪器、工作台、电烙铁、线路本身都必须有良好的接地;管脚在焊接时, 先焊源极;在连入电路之前,管的全部引线端保持互相短接状态,焊接完后才把短接材料去掉;从元器件架上取下管时,应以 适当的方式确保人体接地如采用接地环等;当然,如果能采用先进的气热型电烙铁,焊接场效应管是比较方便的,并且确保安 全;在未关断电源时,绝对不可以把管插人电路或从电路中拔出以上安全措施在使用场效应管时必须注意5 )在安装场效应管时,注意安装的位置要尽量避免靠近发热元件;为了防管件振动,有必要将管壳体紧固起来;管脚引线在 弯曲时,应当大于根部尺寸5毫米处进行,以防止弯断管脚和引起漏气等对于功率型场效应管,要有良好的散热条件。

因为功率型场效应管在高负荷条件下运用,必须设计足够的散热器,确保壳体温 度不超过额定值,使器件长期稳定可靠地工作总之,确保场效应管安全使用,要注意的事项是多种多样,采取的安全措施也是各种各样,广大的专业技术人员,特别是广大的电子爱好者,都要根据自己的实际情况出发,采取切实可行的办法,安全有效地用好场效应管三.VMOS场效应管VMOS场效应管(VMOSFET )简称 VMOS管或功率场效应管,其全称为 V型槽MOS场效应管它是继 MOSFET之后新发展起来的高效、功率开关器件它不仅继承了 MOS场效应管输入阻抗高( 2108W )、驱动电流0.1 UA左右),还具有耐压小(高(最高1200V )、工作电流大(1.5A〜100A )、输出功率高(1〜250W )、跨导的线性好、开关速度快等优良特性正是由于它将电子管与功率晶体管之优点集于一身,因此在电压放大器(电压放大倍数可达数千倍)、功率放大器、开关电源和逆变器中正获得广泛应用VMOS场效应功率管具有极高的输入阻抗及较大的线性放大区等优点,尤其是其具有负的电流温度系数,即在栅 -源电压不变的情况下,导通电流会随管温升高而减小,故不存在由于“二次击穿”现象所引起的管子损坏现象。

因此,VMOS管的并联得到广泛应用众所周知,传统的 MOS场效应管的栅极、源极和漏极大大致处于同一水平面的芯片上,其工作电流基本上是沿水平方向流动VMOS管则不同,从图1上可以看出其两大结构特点:第一,金属栅极采用 V型槽结构;第二,具有垂直导电性由于漏极是从芯片的背面引出,所以 ID不是沿芯片水平流动,而是自重掺杂 N+区(源极S )出发,经过P沟道流入轻掺杂 N-漂移区,最后垂直向下到达漏极D电流方向如图中箭头所示,因为流通截面积增大,所以能通过大电流由于在栅极与芯片之间有二氧化硅绝缘层,因此它仍属于绝缘栅型 MOS 场效应管VN401 、VN672 、 VMP国内生产 VMOS 场效应管的主要厂家有 877 厂、天津半导体器件四厂、杭州电子管厂等,典型产品有T2 等下面介绍检测 VMOS 管的方法1.判定栅极 G将万用表拨至RX1k档分别测量三个管脚之间的电阻若发现某脚与其字两脚的电阻均呈无穷大,并且交换表笔后仍为无穷大, 则证明此脚为 G 极,因为它和另外两个管脚是绝缘的。

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