MOSFET通常是开路烧还是关烧?

电器工程 场效应管 温度 失败
2022-01-15 21:14:21

我想知道如果功率 MOSFET 因过热而失效,它通常会以开路还是短路的形式烧毁?

此外,过热损坏是否通常会导致栅极氧化物以低电阻(< 100 欧姆)吹穿?

3个回答

通常,MOSFET 将首先发生短路故障。这是因为过多的热量会通过扩散将掺杂剂混合到足以形成良好导体的程度,而不是最初存在的 pn 或 np 势垒。通常,栅氧化层也会进入扩散区,导致所有三个端子之间短路。

只有当第一种故障模式后的短路电流高到足以烧断键合线或整个晶体管时,才会出现开路。

栅极到漏极短路是一种非常常见且易于测试的故障模式。它通常是短路或 10 欧姆。以这种方式失败的MOSFET也往往会破坏驱动它们的任何IC。当怀疑死的 MOSFET 时,这是我首先要寻找的。

假设我的答案是正确的,我的直觉是错误的。简短的回答是,我希望 MOSFET 由于过热条件而成为开路故障。

这篇维基百科文章建议:

漏源电阻增加。它在高温器件中观察到,是由金属-半导体相互作用、栅极下沉和欧姆接触退化引起的。

...至少在单片微波集成电路中,但术语似乎与 MOSFET 一致...

This other article还暗示它将失败打开,但出于不同的(基本机械的)原因:

究竟会发生什么取决于权力的过剩程度。这可能是持续烹饪。在这种情况下,MOSFET 变得足够热,可以自行拆焊。大电流下的大部分 MOSFET 发热都在引线中 - 这很容易自行拆焊,而 MOSFET 不会出现故障!如果芯片中产生热量,那么它会变热——但它的最高温度通常不受硅限制,而是受制造限制。硅芯片通过软焊料粘合到基板上,很容易将其熔化并使其渗入环氧树脂和主体金属之间,形成焊滴。这很可能不会破坏芯片!