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MOS管的雪崩失效及其预防

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1、雪崩失效
雪崩失效指的就是过压击穿,也就是我们常常说的漏极和源极之间的电压超过了 MOSFET 的额定电压,并且达到了 MOSFET 耐受的极限,从而导致 MOSFET 失效。



2、雪崩失效及其预防
简单来说,MOSFET 在电源板上由于母线电压,变压器反射电压,电机的反向电动势,漏感尖峰电压等等系统中的高压交叠之后,都将叠加在 MOSFET 的漏源极之间。
MOSFET 的手册中一般会包含单面冲雪崩能量 Eas、重复脉冲雪崩能量 Ear 和单次脉冲雪崩电流 Ias 等参数,这些参数反映了该功率 MOSFET 的雪崩能力。




‍其实在实际的 MOSFET 中还存在着一个寄生的三极管,就像漏源极之间的续流二极管一样,可以看下面的内部示意图和对应的等效电路图:


我们可以看到,这个寄生的 BJT 是直接并联在 MOSFET 上面的,因此,当 MOSFET 漏极存在一个大电流 Id 和高压 Vd 时,器件内部的电离作用加剧,出现大量的空穴电流,这些电流流过 Rb 电阻进入源极就导致了寄生三极管的基极电势升高,也就是 Vb 会升高,那么寄生三极管就会导通,从而发生雪崩击穿,所以,其内部是由于过压产生了电流流入了寄生三极管,三极管导通了,就等于 MOSFET 也导通了。
预防的措施:
雪崩失效归根结底是电压失效,因此预防我们着重从电压来考虑。具体可以参考以下的方式来处理。
1:合理降额使用,目前行业内的降额一般选取80%-95%的降额,具体情况根据企业的保修条款及电路关注点进行选取。
2:合理的变压器反射电压。
3:合理的RCD及TVS吸收电路设计。
4:大电流布线尽量采用粗、短的布局结构,尽量减少布线寄生电感。
5:选择合理的栅极电阻Rg。
6:在大功率电源中,可以根据需要适当的加入RC减震或齐纳二极管进行吸收。

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沙发
OKAKAKO| | 2024-5-25 21:30 | 只看该作者
MOS管的雪崩失效及其预防在电机驱动中应用很多

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