经常(chang)碰(peng)到电源板上MOSFET无法正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)，首先，要(yao)正(zheng)确测(ce)试判断MOSFET是否失(shi)(shi)效，然后关键是要(yao)找到失(shi)(shi)效背后的(de)原因，并避免(mian)(mian)再犯同样(yang)的(de)错误，本(ben)文(wen)整理了常(chang)见的(de)MOSFET失(shi)(shi)效的(de)几(ji)大原因，以及如(ru)何避免(mian)(mian)失(shi)(shi)效的(de)具体措施。

一、雪崩失效（电压失效）

也就是我们常说的(de)漏(lou)源(yuan)间的(de)BVdss电压(ya)超(chao)过(guo)MOSFET的(de)额定电压(ya)，并且超(chao)过(guo)达到了(le)一定的(de)能(neng)力(li)从而导致MOSFET失效。

简单来说MOSFET在电(dian)源板上由(you)于母线电(dian)压(ya)、变压(ya)器(qi)反射电(dian)压(ya)、漏(lou)(lou)感(gan)尖峰电(dian)压(ya)等(deng)等(deng)系统电(dian)压(ya)叠加在MOSFET漏(lou)(lou)源之(zhi)间(jian)，导(dao)致的一种失(shi)效(xiao)模式(shi)。简而言之(zhi)就是由(you)于就是MOSFET漏(lou)(lou)源极的电(dian)压(ya)超过(guo)其规定电(dian)压(ya)值并达(da)到一定的能量限度而导(dao)致的一种常见的失(shi)效(xiao)模式(shi)。

雪崩失效的预防措施：

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(jiang)额使用，目(mu)前行业内的(de)降(jiang)额一般选取80%-95%的(de)降(jiang)额，具体情(qing)况根据企业的(de)保修条款及电(dian)路关注点进(jin)行选取；

2、合理的变压(ya)器反(fan)射电压(ya)；  

3、合(he)理(li)的RCD及TVS吸收电(dian)路设(she)计；

4、大电(dian)流布(bu)线尽量采用(yong)粗、短的布(bu)局结(jie)构，尽量减少布(bu)线寄生电(dian)感；

5、选(xuan)择合理的栅极电阻Rg；

6、在大功率电源中，可以(yi)根据需(xu)要适当的加入RC减震或齐纳二极(ji)管进行吸收(shou)。

二、SOA失效（电流失效）

SOA失效是指电源在运(yun)行时异常的大(da)电流和电压(ya)同时叠加在MOSFET上面，造成瞬时局部发(fa)(fa)热(re)(re)而(er)导致的破坏模(mo)式。或者是芯片与散热(re)(re)器及(ji)(ji)封(feng)装不能及(ji)(ji)时达(da)到(dao)热(re)(re)平衡导致热(re)(re)积累，持续的发(fa)(fa)热(re)(re)使温(wen)度超过(guo)氧(yang)化层限制而(er)导致的热(re)(re)击穿模(mo)式。

1、受限于最大(da)额定电流(liu)及(ji)脉冲电流(liu)；

2、受限于最(zui)大节温下的(de)RDSON；

3、受限于(yu)器件最(zui)大的耗散(san)功率；

4、受限(xian)于最(zui)大单(dan)个脉冲电流；

5、击穿(chuan)电(dian)压BVDSS限制区。

我们(men)电源(yuan)上的MOSFET，只要保证能(neng)器件处于上面限制(zhi)区的范围(wei)内，就能(neng)有效的规避由(you)于MOSFET而导致的电源(yuan)失效问题的产生。

SOA失效的预防措施：

1、确保在(zai)最差条件下，MOSFET的(de)所(suo)有功(gong)率限制条件均在(zai)SOA限制线以内；

2、将(jiang)OCP功能一定要做精确细致。

在进行OCP点设计时，一般可能(neng)会取1.1-1.5倍电流余量的(de)工程师(shi)居多，然后就(jiu)根据IC的(de)保护电压比如0.7V开始(shi)调试RSENSE电阻。有(you)些有(you)经验的(de)人会将(jiang)检(jian)测延(yan)迟(chi)时间、CISS对OCP实际的(de)影响(xiang)考虑在内。但(dan)是此(ci)时有(you)个(ge)更值得关注的(de)参数，那(nei)就(jiu)是MOSFET的(de)Td（off）。

三、体二极管失效

在桥式、LLC等有用到(dao)体(ti)二(er)极管进行续流的(de)拓扑结(jie)构中，由于体(ti)二(er)极管遭受破坏而导致的(de)失效(xiao)。

在不(bu)同(tong)的拓扑、电(dian)路中，MOSFET有不(bu)同(tong)的角色，比如在LLC中，体内二(er)极管的速度也(ye)是MOSFET可靠(kao)性的重要因素。漏源(yuan)(yuan)间的体二(er)极管失(shi)(shi)(shi)效(xiao)和漏源(yuan)(yuan)电(dian)压失(shi)(shi)(shi)效(xiao)很难(nan)区分，因为二(er)极管本身属于寄生参数。虽然失(shi)(shi)(shi)效(xiao)后难(nan)以区分躯体缘(yuan)由，但(dan)是预防电(dian)压及二(er)极管失(shi)(shi)(shi)效(xiao)的解决(jue)办法存在较(jiao)大差异，主(zhu)要结合自(zi)己(ji)电(dian)路来(lai)分析。

体二极管失效预防措施：

其实MOS管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)D和(he)(he)S本质上(shang)是(shi)对(dui)称的(de)(de)(de)(de)(de)结构，只是(shi)沟(gou)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)两个接(jie)(jie)点。但(dan)是(shi)由(you)于沟(gou)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)开启和(he)(he)关闭涉及到(dao)栅极(ji)和(he)(he)衬(chen)底(di)之间的(de)(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)场(chang)，那(nei)么就需(xu)要(yao)给(ji)衬(chen)底(di)一个确定的(de)(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)位。又因为(wei)MOS管(guan)(guan)(guan)只有3个管(guan)(guan)(guan)脚(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)，所(suo)以需(xu)要(yao)把(ba)衬(chen)底(di)接(jie)(jie)到(dao)另外两个管(guan)(guan)(guan)脚(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)之一。那(nei)么接(jie)(jie)了衬(chen)底(di)的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)脚(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)就是(shi)S了，没(mei)(mei)接(jie)(jie)衬(chen)底(di)的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)脚(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)就是(shi)D，我们应用(yong)时，S的(de)(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)位往往是(shi)稳(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)集成电(dian)(dian)(dian)路中(zhong)(zhong)，比如CMOS中(zhong)(zhong)或者(zhe)还有模拟开关中(zhong)(zhong)，由(you)于芯片(pian)本身有电(dian)(dian)(dian)源管(guan)(guan)(guan)脚(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)，所(suo)以那(nei)些(xie)MOS管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)衬(chen)底(di)并不(bu)和(he)(he)管(guan)(guan)(guan)脚(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)接(jie)(jie)在(zai)一起(qi)，而是(shi)直(zhi)接(jie)(jie)接(jie)(jie)到(dao)电(dian)(dian)(dian)源的(de)(de)(de)(de)(de)VCC或者(zhe)VEE，这时候D和(he)(he)S就没(mei)(mei)有任何区别了。

四、谐振失效

在(zai)并联功率MOSFET时(shi)(shi)未插入栅(zha)极(ji)(ji)电(dian)(dian)阻而(er)直接(jie)连接(jie)时(shi)(shi)发(fa)生(sheng)(sheng)的(de)(de)栅(zha)极(ji)(ji)寄(ji)生(sheng)(sheng)振(zhen)(zhen)(zhen)荡(dang)。高速反复接(jie)通(tong)、断(duan)开漏(lou)(lou)极(ji)(ji)-源极(ji)(ji)电(dian)(dian)压(ya)(ya)时(shi)(shi)，在(zai)由栅(zha)极(ji)(ji)-漏(lou)(lou)极(ji)(ji)电(dian)(dian)容Cgd（Crss）和栅(zha)极(ji)(ji)引(yin)脚电(dian)(dian)感Lg形成的(de)(de)谐(xie)振(zhen)(zhen)(zhen)电(dian)(dian)路上发(fa)生(sheng)(sheng)此(ci)寄(ji)生(sheng)(sheng)振(zhen)(zhen)(zhen)荡(dang)。当谐(xie)振(zhen)(zhen)(zhen)条件（ωL=1/ωC）成立时(shi)(shi)，在(zai)栅(zha)极(ji)(ji)-源极(ji)(ji)间外加远(yuan)远(yuan)大于驱动电(dian)(dian)压(ya)(ya)Vgs（in）的(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)动电(dian)(dian)压(ya)(ya)，由于超出(chu)栅(zha)极(ji)(ji)-源极(ji)(ji)间额定电(dian)(dian)压(ya)(ya)导致栅(zha)极(ji)(ji)破(po)坏(huai)，或者接(jie)通(tong)、断(duan)开漏(lou)(lou)极(ji)(ji)-源极(ji)(ji)间电(dian)(dian)压(ya)(ya)时(shi)(shi)的(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)动电(dian)(dian)压(ya)(ya)通(tong)过栅(zha)极(ji)(ji)-漏(lou)(lou)极(ji)(ji)电(dian)(dian)容Cgd和Vgs波形重叠(die)导致正向(xiang)反馈，因(yin)此(ci)可(ke)能会(hui)由于误动作引(yin)起振(zhen)(zhen)(zhen)荡(dang)破(po)坏(huai)。

谐振失效预防措施：

电(dian)阻可以抑制振(zhen)荡(dang)，是(shi)因为(wei)阻尼的作用。但(dan)栅极串(chuan)接(jie)一个小电(dian)阻，并非解决(jue)振(zhen)荡(dang)阻尼问题。主要还(hai)是(shi)驱动电(dian)路(lu)阻抗匹配(pei)的原(yuan)因，和调节(jie)功率管开关时间(jian)的原(yuan)因。

五、静电失效

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(jian)吸附灰(hui)尘，改变线路间的(de)阻抗，影响元件(jian)的(de)功能和(he)寿命；

2、因(yin)电场或电流破坏元(yuan)件(jian)绝缘(yuan)层和导体(ti)，使元(yuan)件(jian)不能工作（完全(quan)破坏）；

3、因瞬间的(de)电场(chang)软击穿或电流产(chan)生过热，使元件受(shou)伤，虽然仍能工作，但是寿(shou)命受(shou)损(sun)。

静电失效的预防措施：

MOS电(dian)(dian)(dian)路输(shu)入端的保(bao)(bao)护(hu)二极管(guan)，其(qi)导通(tong)时电(dian)(dian)(dian)流容限一般(ban)为1mA 在可能(neng)(neng)出现过大瞬(shun)态输(shu)入电(dian)(dian)(dian)流（超过10mA）时，应(ying)串接(jie)输(shu)入保(bao)(bao)护(hu)电(dian)(dian)(dian)阻。由于初期设计时没有(you)加入保(bao)(bao)护(hu)电(dian)(dian)(dian)阻，所以这也是MOS管(guan)可能(neng)(neng)击穿的原(yuan)因(yin)，而(er)通(tong)过更换一个内部有(you)保(bao)(bao)护(hu)电(dian)(dian)(dian)阻的MOS管(guan)应(ying)可防止此种失(shi)效(xiao)的发生(sheng)。还有(you)由于保(bao)(bao)护(hu)电(dian)(dian)(dian)路吸收的瞬(shun)间能(neng)(neng)量(liang)有(you)限，太大的瞬(shun)间信号和过高的静电(dian)(dian)(dian)电(dian)(dian)(dian)压将使保(bao)(bao)护(hu)电(dian)(dian)(dian)路失(shi)去(qu)作用。所以焊接(jie)时电(dian)(dian)(dian)烙铁必须可靠接(jie)地，以防漏电(dian)(dian)(dian)击穿器件输(shu)入端，一般(ban)使用时，可断电(dian)(dian)(dian)后利用电(dian)(dian)(dian)烙铁的余热进行焊接(jie)，并先焊其(qi)接(jie)地管(guan)脚。

六、栅极电压失效

栅极的异常高压来源主要有以下3种原因：

1、在生产、运(yun)输、装配过程中的静电。

2、由器件(jian)及电路寄生(sheng)(sheng)参数(shu)在电源系统工作时产生(sheng)(sheng)的高压(ya)谐(xie)振。

3、在高压冲击时(shi)(shi)，高电压通过Ggd传(chuan)输到(dao)栅极（在雷击测试时(shi)(shi)，这种原因导致(zhi)的失效较为常见）。

至于PCB污染等级、电气间隙及其它(ta)高压击(ji)穿IC后进入栅(zha)极等现象就不做过多(duo)解释。

栅极电压失效的预防措施：

 栅(zha)(zha)(zha)源(yuan)间(jian)的(de)过电(dian)(dian)压(ya)(ya)保护(hu)，即如(ru)果(guo)栅(zha)(zha)(zha)源(yuan)间(jian)的(de)阻抗过高，则漏源(yuan)间(jian)电(dian)(dian)压(ya)(ya)的(de)突变会通过极(ji)(ji)间(jian)电(dian)(dian)容耦(ou)合到栅(zha)(zha)(zha)极(ji)(ji)而产(chan)生相当高的(de)UGS电(dian)(dian)压(ya)(ya)过冲，这一(yi)电(dian)(dian)压(ya)(ya)会引(yin)起(qi)栅(zha)(zha)(zha)极(ji)(ji)氧化层永久(jiu)性损坏，  如(ru)果(guo)是正方向的(de)UGS瞬态电(dian)(dian)压(ya)(ya)还会导(dao)致(zhi)器件的(de)误导(dao)通。为此要适当降低栅(zha)(zha)(zha)极(ji)(ji)驱动(dong)电(dian)(dian)路的(de)阻抗，在栅(zha)(zha)(zha)源(yuan)之(zhi)间(jian)并(bing)(bing)接(jie)阻尼(ni)电(dian)(dian)阻或并(bing)(bing)接(jie)稳压(ya)(ya)值约20V的(de)稳压(ya)(ya)管。特别(bie)要注(zhu)意防(fang)止栅(zha)(zha)(zha)极(ji)(ji)开路工作。

其次是漏(lou)极间(jian)的过电(dian)压(ya)防护(hu)。如(ru)果电(dian)路(lu)中有电(dian)感性负载，则当器件(jian)关断(duan)时，漏(lou)极电(dian)流(liu)的突变（di/dt）会产(chan)生(sheng)比电(dian)源电(dian)压(ya)高的多(duo)的漏(lou)极电(dian)压(ya)过冲，导致器件(jian)损(sun)坏。应(ying)采取稳压(ya)管箝位，RC箝位或RC抑制电(dian)路(lu)等保(bao)护(hu)措施。

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