MOS管原理及几种常见失效分析

    大鑫浪小编为大家讲解一下MOS管原理及几种常见失效分析，首先，简单介绍一下MOS管，OS管英文全称为Metal Oxide Semiconductor即金属氧化物半导体，即在集成电路中绝缘性场效应管。确切的说，这个名字描述了集成电路中MOS管的结构，即：在一定结构的半导体器件上，加上二氧化硅和金属，形成栅极。MOS管的source和drain是可以对调的，都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下，两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能，这样的器件被认为是对称的。

    MOS管的工作原理(以N沟道增强型MOS场效应管)它是利用VGS来控制“感应电荷”的多少，以改变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的状况，然后达到控制漏极电流的目的。

    在制造管子时，通过工艺使绝缘层中出现大量正离子，故在交界面的另一侧能感应出较多的负电荷，这些负电荷把高渗杂质的N区接通，形成了导电沟道，即使在VGS=0时也有较大的漏极电流ID。当栅极电压改变时，沟道内被感应的电荷量也改变，导电沟道的宽窄也随之而变，因而漏极电流ID随着栅极电压的变化而变化。

    MOS管按沟道材料型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种，按导电方式又分耗尽型与增强型，所以MOS场效应晶体管分为N沟耗尽型和增强型，P沟耗尽型和增强型四大类。不过现实中，耗尽型的类型很少，而P沟道也比较少，多的是N沟道增强型。

    然而，大部分MOS管的外观极其类似，常见的封装种类有TO252 / TO220 / TO92 / TO3 / TO247等等，但具体的型号有成千上万种，因此光从外观是无法区分的。对于不熟悉型号，经验又比较少的人来说，比较好的方法是查器件的datasheet。

    里面会详细告诉你，它的类型和具体参数，这些参数对于你设计电路极有用。我们区分类型，一般是看型号，比如IRF530 / IRF540 / IRF3205 / IRPF250等这些都是很常见的N沟道增强型。无论N型或者P型MOS管，其工作原理本质是一样的，是由加在输入端栅极的电压来控制输出端漏极的电流。MOS管是压控器件它通过加在栅极上的电压控制器件的特性，不会发生像三极管做开关时的因基极电流引起的电荷存储效应，因此在开关应用中，MOS管的开关速度应该比三极管快。

    N型MOS管的特性：VGS大于一定的值会导通，适合用于源极接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到一定电压（如4V或10V，其他电压看手册）可以了。

     P型MOS管的特性：VGS小于一定的值会导通，适合用于源极接VCC时的情况（高端驱动）。但是，虽然P型MOS管可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大、价格贵、替换种类少等原因，在高端驱动中通常还是使用N型MOS管。

MOS管常见的失效原因主要如下：

1、雪崩失效(电压失效)：也是我们常说的漏源间的BVdss电压超过MOS管的额定电压，并且超过达到了一定的能力从而导致MOS管失效。

2、栅极电压失效：由于栅极遭受异常电压尖峰，而导致栅极栅氧层失效

3、静电失效：在秋冬季节，由于人体及设备静电而导致的器件失效。

4、谐振失效：在并联使用的过程中，栅极及电路寄生参数导致震荡引起的失效。

5、体二极管失效：在桥式、LLC等有用到体二极管进行续流的拓扑结构中，由于体二极管遭受破坏而导致的失效。

6、SOA失效(电流失效)：既超出MOS管安全工作区引起失效，分为Id超出器件规格失效以及Id过大，损耗过高器件长时间热积累而导致的失效。

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