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静电为什么能击穿MOS管?

发布时间:2022-08-11 06:59:00

来源:http://www.szinter.com.cn/news851689.html

实际上MOS管一个ESD与敏感设备相比,其自身的输入电阻非常高,而网格源极间电容非常小,因此很容易通过外部磁场或静电磁感应通电,而且由于静电极强的场景难以排出正电荷,很容易导致静电击穿。

静电击穿有两种方法

一是工作电压型,即格栅极的薄空气氧化层被击穿,导致格栅极与源极之间短路故障,或格栅极与漏极之间短路故障;

二是输出功率型,即镀层塑料薄膜铝板熔断,导致栅极引路或源极引路。

如今的mos管道不太容易被击穿,尤其是功率大的vmos,很多都有二极管保护。vmos栅极电容器大,磁感应出不来高压。如果遇到3DO型的mos冬天没有防静电环试,大部分都是摸一个挂一个。

与北方干躁地区不同,南方湿冷地区不易引起静电。也就是说,目前大多数地区都有静电。CMOS设备内部已经升级IO口腔保护。但是专家直接接触。CMOS设备引脚不是一个好习惯。至少降低引脚的可锻性。

静电充放电产生短时间大电流,脉冲电流的稳态值远低于设备排热的稳态值。因此,当静电充放电流量根据总面积小时pn结或肖特基结时,会产生较大的瞬时功率,产生部分过热,可能会使部分结温高达甚至超过原料的本征温度(如硅熔点1415)℃),结区部分或几处融化pn结短路故障,设备完全无效。这种无效的关键在于设备内部区域的功率。功率越小,设备就越容易损坏。

反偏pn结比正偏pn在反偏标准下,使结损伤所需的能力只有正偏标准下的十分之一。这是因为大部分输出功率在结区核心消耗,而正偏时消耗在结省外的体电阻器上。对于双极装置,发射结的总面积通常小于其他结的总面积,结面比其他结更接近表面,因此发射结的衰退经常被观察到。除此之外,击穿工作电压高过100V或泄漏电流超过1nA的pn结(如JFET与基本大小相似的栅结相比)pn静电充放电更敏感。

一切都是对应的,不一定,MOS管道仅相对于其他设备更敏感,ESD偶然性有一个很大的特点,并非没有遇到MOS管可以击穿。另外,即使是造成的ESD,管道不一定会被击穿。

静电的基本物理特征

(1)能量吸引或抵抗;

(2)有静电场,与地面有电位差;

(3)会引起充放电流。

这三种情况是ESD以下三种情况通常会对电子元件造成危害:

(1)元件吸尘,改变路线间的特性阻抗,危及元件的基本功能和使用寿命;

(2)电缆护套和电导体因静电场或电流损坏而不能工作(完全损坏);

(3)因瞬间静电场软击穿或电流过热而损坏元件,虽然仍能工作,但使用寿命受损。因此ESD对MOS管道的破坏很可能是一、三、二种情况,不一定是每次都是第二种情况。在上述三种情况下,如果元件完全损坏,将能够在制造和质量检验中被发现并清除,危害较小。假如元件轻度损伤,在一切正常检测中不容易被发觉,在这个情况下,经常因通过多次生产加工,乃至已在运用时,才被发觉毁坏,不仅查验不容易,并且损害亦难以预料。静电对电子元件的危害不亚于严重的火灾事故和爆炸。

MOS管道被击穿的原因及解决方案

第一、MOS管道本身的输入电阻很高,栅极间电容很小,很容易被外部磁场或静电磁感应通电,而少量正电荷可以在极间电容上产生非常高的工作电压 (U=Q/C),破坏管道。尽管MOS键入端有抗静电保护措施,但仍需小心。在储存和运输过程中,最好用不锈钢容器或导电原料包装,不要放入容易引起静电高压的化学原料或化纤纺织品中。专用工具、仪表盘、操作台等。在组装和调整过程中应具有良好的接地装置。为避免实际操作人员静电影响造成的损坏,如不适合穿涤纶、化纤衣服,手或专用工具在触摸引脚前最好先接地。调直弯曲或人工焊接设备导线时,应用的机械设备必须具有优良的接地装置。

第二、MOS电源电路键入端保护二极管,其通时电流容量一般为1mA,过大的瞬态输入电流(超过10mA)时,应串连键入保护电阻器。因此,在使用过程中,可以选择内部有保护电阻的电阻MOS管应。也有 由于保护电源电路获取的瞬时动能相对有限,大的瞬时数据信号和过高的静电工作电压护电源电路失效。因此,电铬铁在焊接过程中必须安全可靠地接地装置,以防止电击穿装置进入端。一般情况下,电源关闭后,电铬铁的余热回收可用于焊接,接地装置的引脚可先焊接。

MOS它是工作电压驱动元件,对工作电压非常敏感。悬挂在空气中的G容易受到外部影响MOS关闭外部电磁干扰G-S结电容电池充电,可长期存放。在实验中,G悬在空中是非常危险的,很多都是因为爆裂,G下拉电阻对地,旁通电磁干扰不易直接到达,一般可达10~20K。该电阻称为栅极电阻,功效1:给场效管带来偏置电压;功效2:具有泻放电阻(保护栅极G~源极S)。第一个效果很容易理解,这里解释第二个效果的基本原理:保护栅极G~源极S:场效管的G-S极间的阻值是挺大的,那样只需有少许的静电就能使他的G-S极间等效电路电容器两侧产生高工作电压。如果不立即排出这种少量静电泻,两侧的高压可能会导致场效管操作错误,甚至有可能击穿它G-S极;此时,在栅极和源极之间加入的电阻器可以排出上述静电泻,从而具有保护场效管的功效。

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