小貼士：開關(guān)電源中功率MOSFET管損壞模式及分析

不僅如此，一些電子系統(tǒng)在起動的過程中，芯片的VCC電源(也是功率MOSFET管的驅(qū)動電源)建立比較慢。如在照明中，使用PFC的電感繞組給PWM控制芯片供電，在起動的過程中，功率MOSFET管由于驅(qū)動電壓不足，容易進(jìn)入線性區(qū)工作。在進(jìn)行動態(tài)老化測試時，功率MOSFET管不斷地進(jìn)入線性區(qū)，工作一段時間后，就會形成局部熱點而損壞。

使用AOT5N50作測試，G極加5 V的驅(qū)動電壓，做開關(guān)機(jī)的重復(fù)測試，電流ID=3 A，工作頻率為8 Hz。重復(fù)450次后，器件損壞，波形和失效圖片如圖4(b)和圖4(c)所示?？梢钥吹剑骷纬删植繜狳c，而且離G極比較近。因此，器件是在開通過程中，由于長時間工作于線性區(qū)而發(fā)生損壞。

圖4(e)是器件 AOT5N50在一個實際應(yīng)用中，在動態(tài)老化測試過程發(fā)生失效的圖片。起動過程中，MOSFET實際驅(qū)動電壓為5 V，MOSFET工作在線性區(qū)，失效形態(tài)與圖4(c)相同。

功率MOSFET單一的過電壓損壞形態(tài)通常是在中間散熱較差的區(qū)域產(chǎn)生一個局部的熱點，而單一的過電流的損壞位置通常是在電流集中的靠近S極的區(qū)域。實際應(yīng)用中，通常先發(fā)生過流，短路保護(hù)MOSFET關(guān)斷后，又經(jīng)歷雪崩過壓的復(fù)合損壞形態(tài)。如果損壞位置距離G極近，則開通過程中損壞的幾率更大;如果損壞位置距離G極遠(yuǎn)，則關(guān)斷開通過程中損壞幾率更大。功率MOSFET管在線性區(qū)工作時，產(chǎn)生的失效形態(tài)也是局部的熱點，熱量的累積影響損壞熱點洞坑的大小。散熱條件是決定失效損壞發(fā)生位置的重要因素，芯片的封裝類型及封裝工藝影響芯片的散熱條件。另外，芯片生產(chǎn)工藝產(chǎn)生單元性能不一致而形成性能較差的單元，也會影響到損壞的位置。參考文獻(xiàn)

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