mos管雪崩击穿分析

功率MOS管的五种损坏模式详解第一种：雪崩破坏如果在漏极-源极间外加超出器件额定VDSS的电涌电压，而且达到击穿电压V(BR)DSS （根据击穿电流其值不同），并超出一定的能量后就发生破坏的现象。

在介质负载的开关运行断开时产生的回扫电压，或者由漏磁电感产生的尖峰电压超出功率MOSFET的漏极额定耐压并进入击穿区而导致破坏的模式会引起雪崩破坏。

典型电路：第二种：器件发热损坏由超出安全区域引起发热而导致的。

发热的原因分为直流功率和瞬态功率两种。

直流功率原因：外加直流功率而导致的损耗引起的发热●导通电阻RDS(on)损耗（高温时RDS(on)增大，导致一定电流下，功耗增加）●由漏电流IDSS引起的损耗（和其他损耗相比极小）瞬态功率原因：外加单触发脉冲●负载短路●开关损耗（接通、断开） *（与温度和工作频率是相关的）●内置二极管的trr损耗（上下桥臂短路损耗）（与温度和工作频率是相关的）器件正常运行时不发生的负载短路等引起的过电流，造成瞬时局部发热而导致破坏。

另外，由于热量不相配或开关频率太高使芯片不能正常散热时，持续的发热使温度超出沟道温度导致热击穿的破坏。

第三种：内置二极管破坏在DS端间构成的寄生二极管运行时，由于在Flyback时功率MOSFET的寄生双极晶体管运行，导致此二极管破坏的模式。

第四种：由寄生振荡导致的破坏此破坏方式在并联时尤其容易发生在并联功率MOS FET时未插入栅极电阻而直接连接时发生的栅极寄生振荡。

高速反复接通、断开漏极-源极电压时，在由栅极-漏极电容Cgd(Crss)和栅极引脚电感Lg形成的谐振电路上发生此寄生振荡。

当谐振条件(ωL=1/ωC)成立时，在栅极-源极间外加远远大于驱动电压Vgs(in)的振动电压，由于超出栅极-源极间额定电压导致栅极破坏，或者接通、断开漏极-源极间电压时的振动电压通过栅极-漏极电容Cgd和Vgs波形重叠导致正向反馈，因此可能会由于误动作引起振荡破坏。

MOSFET雪崩特性及电源案例解析MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）是一种非常重要的半导体器件，被广泛应用于电子电路中。

在正常工作的情况下，MOSFET可以提供很好的性能和稳定性。

然而，当MOSFET的工作电压超过特定的电压时，会发生雪崩击穿现象，导致器件的破坏。

本文将详细介绍MOSFET的雪崩特性，并结合电源案例对其进行解析。

雪崩击穿是指当MOSFET的漏结（Drain-Source）结电压超过其额定值时，电流突然大幅度增加，从而导致器件的不可逆破坏。

在一个MOSFET器件中，漏结结与源结之间形成了一个电场，当该电场造成的电压超过材料的击穿电压时，雪崩击穿现象就会发生。

MOSFET的雪崩特性与其结构有关。

根据结构的不同，可以将MOSFET分为2种类型：N沟道（N-channel）MOSFET和P沟道（P-channel）MOSFET。

对于N沟道MOSFET，当漏结结端的电压超过其额定值时，由于P型基底区（Body）和N型漏结区（Drain）之间形成的PN结反向偏置电压加大，电子和空穴会被强烈的电场加速，形成冲击离子化电流，导致雪崩现象的发生。

而P沟道MOSFET的雪崩击穿现象则与N沟道MOSFET相反，当源结电压超过其额定值时，阻挡层（Channel）和漏结结区之间形成的PN结反向偏置电压加大，导致电荷载流子穿越阻挡层，形成雪崩读出电流。

下面以一个电源案例来解析MOSFET的雪崩特性。

假设我们有一个MOSFET电源电路，输入电压为10V，通过升压变换器将其升压到50V，并驱动一个负载。

MOSFET的额定漏结电压为40V。

根据MOSFET的雪崩特性，当漏结电压超过40V时，MOSFET的雪崩击穿可能会发生。

在分析这个案例之前，我们需要先了解一下电源电路的工作原理。

升压变换器通过周期性开关，将输入电压转换为高电压输出。

开关管是MOSFET，负责控制输入电压的导通和截断。

当输入电压低于40V时，MOSFET处于截断状态，输出电压为0V。

MOS管击穿的原因与解决方案MOS管是金属-氧化物-半导体三层结构的器件，在正常工作条件下可以具有很高的性能和可靠性。

然而，如果不正确使用或受到一些外部因素的影响，MOS管可能会出现击穿现象，导致器件损坏甚至失效。

本文将详细讨论MOS管击穿的原因和解决方案。

MOS管的击穿是指在高电压下，电场强度超过材料的绝缘能力或载流子会被加到足够的能量从绝缘层中释放而形成激烈的电流流过绝缘层，破坏了设备正常运行的现象。

导致MOS管击穿的原因可以分为两种：内部原因和外部原因。

内部原因是由于材料本身的缺陷或结构问题引起的。

其中一个主要的内部因素是绝缘层中的缺陷，这可能是由于生产过程中的污染或厚度不均匀引起的。

另一个内部因素是器件的设计问题，如栅极和通道之间距离太小或样品的抓取偏压过高等。

外部原因通常包括过电压和过电流。

过电压是指在设备上施加超过其耐受电压的电压，导致固体绝缘层无法将电压传导到源，使电压直接加到绝缘层上。

过电流是指在设备上施加超过其耐受电流的电流，导致载流子在通道中引起电崩效应。

此外，静电放电、局部热点和尘埃污染等外部因素也可能导致MOS管击穿。

针对MOS管击穿的问题，有几种解决方案可以采取。

首先，改善材料和工艺。

这包括严格控制生产过程中的各种参数，以减小绝缘层的缺陷和提高其质量。

同时，优化设计，尤其是栅极和通道之间的距离和是否增加合适的抓取偏压等。

此外，改善设备的结构和制造过程也可以提高设备的击穿电压。

其次，加强设备的保护和控制。

这包括适当地设计和使用保护电路来防止过电压和过电流的发生，特别是使用带有过电压保护和过电流保护功能的保险丝、保护管和保护二极管等。

第三，进行电气测试和可靠性评估。

对于MOS管，电气测试非常重要，可以帮助提前发现潜在的问题和缺陷。

定期进行可靠性评估，并对设备进行负载模拟和环境应力测试，以确保其正常工作和长寿命。

第四，合理设计电路和系统。

在设计电路和系统时，要合理选择电阻、电容、电感等元件的参数，以防止过电压和过电流。

MOS管被击穿的原因及解决方案（转）而MOS管被击穿的原因及解决方案如下：第一、MOS管本身的输入电阻很高，而栅-源极间电容又非常小，所以极易受外界电磁场或静电的感应而带电，而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压（U=Q/C），将管子损坏。

虽然ＭＯＳ输入端有抗静电的保护措施，但仍需小心对待，在存储和运输中最好用金属容器或者导电材料包装，不要放在易产生静电高压的化工材料或化纤织物中。

组装、调试时，工具、仪表、工作台等均应良好接地。

要防止操作人员的静电干扰造成的损坏，如不宜穿尼龙、化纤衣服，手或工具在接触集成块前最好先接一下地。

对器件引线矫直弯曲或人工焊接时，使用的设备必须良好接地。

第二、ＭＯＳ电路输入端的保护二极管，其导通时电流容限一般为１ｍＡ在可能出现过大瞬态输入电流（超过１０ｍＡ）时，应串接输入保护电阻。

而129#在初期设计时没有加入保护电阻，所以这也是MOS管可能击穿的原因，而通过更换一个内部有保护电阻的MOS管应可防止此种失效的发生。

还有由于保护电路吸收的瞬间能量有限，太大的瞬间信号和过高的静电电压将使保护电路失去作用。

所以焊接时电烙铁必须可靠接地，以防漏电击穿器件输入端，一般使用时，可断电后利用电烙铁的余热进行焊接，并先焊其接地管脚。

附录：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.元件吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响元件的功能和寿命。

2.因电场或电流破坏元件绝缘层和导体，使元件不能工作（完全破坏）。

3.因瞬间的电场软击穿或电流产生过热，使元件受伤，虽然仍能工作，但是寿命受损。

上述这三种情况中，如果元件完全破坏，必能在生产及品质测试中被察觉而排除，影响较少。

如果元件轻微受损，在正常测试中不易被发现，在这种情形下，常会因经过多次加工，甚至已在使用时，才被发现破坏，不但检查不易，而且损失亦难以预测。

静电对电子元件产生的危害不亚于严重火灾和爆炸事故的损失电子元件及产品在什么情况下会遭受静电破坏呢？可以这么说：电子产品从生产到使用的全过程都遭受静电破坏的威胁。

mos管击穿原理引言：MOS管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）是一种常见的场效应晶体管，被广泛应用于各种电子设备中。

然而，MOS管在特定条件下可能会遭受击穿现象，从而导致设备故障或损坏。

本文将详细介绍MOS管击穿原理及其影响因素，并探讨如何避免击穿现象的发生。

一、MOS管的基本结构MOS管由金属栅极、氧化物层和半导体基底构成。

金属栅极位于氧化物层之上，而氧化物层又位于半导体基底之上。

这种结构使得MOS管能够通过调节栅极电压来控制电流的流动，从而实现信号放大或开关控制的功能。

二、MOS管的击穿现象MOS管的击穿现象指的是在一定条件下，栅极和基底之间的电压超过一定阈值，使得电流大幅度增加，导致器件失效。

根据击穿的具体表现形式，可以将MOS管的击穿分为以下几种类型：1. 雪崩击穿：雪崩击穿是指当栅极和基底之间的电压超过阈值时，迁移率较高的电子或空穴在电场的作用下，获得足够的能量，与原子碰撞后产生新的电子空穴对。

这些新的电子空穴对继续获得能量并与其他原子碰撞，形成一系列的电子空穴对，导致电流急剧增加。

2. 倒向击穿：倒向击穿是指当栅极和基底之间的电压过大时，使得半导体材料中的载流子被强电场加速，从而导致电流增加。

倒向击穿主要发生在栅极电压为负值时。

3. 隧穿击穿：隧穿击穿是指当栅极和基底之间的电压过大，电场足够强时，电子能够跨越禁带宽度，通过氧化物层隧穿到达基底区域，形成电流增加的现象。

三、影响MOS管击穿的因素MOS管的击穿与多种因素有关，下面将介绍几个主要的影响因素：1. 栅极电压：栅极电压是影响MOS管击穿的关键因素。

当栅极电压超过一定阈值时，击穿现象就会发生。

因此，在设计电路时，需要合理控制栅极电压，以避免击穿的发生。

2. 环境温度：环境温度对MOS管的击穿特性有一定影响。

一般情况下，当环境温度升高时，击穿电压会有所降低。

因此，在高温环境下使用MOS管时，需要注意其耐压能力。

MOS管被击穿的原因及解决方案如下：第一、MOS管本身的输入电阻很高，而栅-源极间电容又非常小，所以极易受外界电磁场或静电的感应而带电，而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压（U=Q/C），将管子损坏。

虽然ＭＯＳ输入端有抗静电的保护措施，但仍需小心对待，在存储和运输中最好用金属容器或者导电材料包装，不要放在易产生静电高压的化工材料或化纤织物中。

组装、调试时，工具、仪表、工作台等均应良好接地。

要防止操作人员的静电干扰造成的损坏，如不宜穿尼龙、化纤衣服，手或工具在接触集成块前最好先接一下地。

对器件引线矫直弯曲或人工焊接时，使用的设备必须良好接地。

第二、ＭＯＳ电路输入端的保护二极管，其导通时电流容限一般为１ｍＡ在可能出现过大瞬态输入电流（超过１０ｍＡ）时，应串接输入保护电阻。

而129#在初期设计时没有加入保护电阻，所以这也是MOS管可能击穿的原因，而通过更换一个内部有保护电阻的MO S管应可防止此种失效的发生。

还有由于保护电路吸收的瞬间能量有限，太大的瞬间信号和过高的静电电压将使保护电路失去作用。

所以焊接时电烙铁必须可靠接地，以防漏电击穿器件输入端，一般使用时，可断电后利用电烙铁的余热进行焊接，并先焊其接地管脚。

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.元件吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响元件的功能和寿命。

2.因电场或电流破坏元件绝缘层和导体，使元件不能工作（完全破坏）。

3.因瞬间的电场软击穿或电流产生过热，使元件受伤，虽然仍能工作，但是寿命受损。

上述这三种情况中，如果元件完全破坏，必能在生产及品质测试中被察觉而排除，影响较少。

如果元件轻微受损，在正常测试中不易被发现，在这种情形下，常会因经过多次加工，甚至已在使用时，才被发现破坏，不但检查不易，而且损失亦难以预测。

静电对电子元件产生的危害不亚于严重火灾和爆炸事故的损失电子元件及产品在什么情况下会遭受静电破坏呢？可以这么说：电子产品从生产到使用的全过程都遭受静电破坏的威胁。

MOS管击穿的原因及解决方案MOS管被击穿的原因及解决方案如下：第一、MOS管本身的输入电阻很高，而栅-源极间电容又非常小，所以极易受外界电磁场或静电的感应而带电，而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压（U=Q/C），将管子损坏。

虽然ＭＯＳ输入端有抗静电的保护措施，但仍需小心对待，在存储和运输中最好用金属容器或者导电材料包装，不要放在易产生静电高压的化工材料或化纤织物中。

组装、调试时，工具、仪表、工作台等均应良好接地。

要防止操作人员的静电干扰造成的损坏，如不宜穿尼龙、化纤衣服，手或工具在接触集成块前最好先接一下地。

对器件引线矫直弯曲或人工焊接时，使用的设备必须良好接地。

第二、ＭＯＳ电路输入端的保护二极管，其导通时电流容限一般为１ｍＡ在可能出现过大瞬态输入电流（超过１０ｍＡ）时，应串接输入保护电阻。

而129#在初期设计时没有加入保护电阻，所以这也是MOS管可能击穿的原因，而通过更换一个内部有保护电阻的MOS管应可防止此种失效的发生。

还有由于保护电路吸收的瞬间能量有限，太大的瞬间信号和过高的静电电压将使保护电路失去作用。

所以焊接时电烙铁必须可靠接地，以防漏电击穿器件输入端，一般使用时，可断电后利用电烙铁的余热进行焊接，并先焊其接地管脚。

附录：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.元件吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响元件的功能和寿命。

2.因电场或电流破坏元件绝缘层和导体，使元件不能工作（完全破坏）。

3.因瞬间的电场软击穿或电流产生过热，使元件受伤，虽然仍能工作，但是寿命受损。

上述这三种情况中，如果元件完全破坏，必能在生产及品质测试中被察觉而排除，影响较少。

如果元件轻微受损，在正常测试中不易被发现，在这种情形下，常会因经过多次加工，甚至已在使用时，才被发现破坏，不但检查不易，而且损失亦难以预测。

静电对电子元件产生的危害不亚于严重火灾和爆炸事故的损失电子元件及产品在什么情况下会遭受静电破坏呢？可以这么说：电子产品从生产到使用的全过程都遭受静电破坏的威胁。

MOS管被击穿的原因及解决方案第一、MOS管本身的输入电阻很高，而栅-源极间电容又非常小，所以极易受外界电磁场或静电的感应而带电，而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压(U=Q/C)，将管子损坏。

虽然MOS输入端有抗静电的保护措施，但仍需小心对待，在存储和运输中最好用金属容器或者导电材料包装，不要放在易产生静电高压的化工材料或化纤织物中。

组装、调试时，工具、仪表、工作台等均应良好接地。

要防止操作人员的静电干扰造成的损坏，如不宜穿尼龙、化纤衣服，手或工具在接触集成块前最好先接一下地。

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第二、MOS电路输入端的保护二极管，其导通时电流容限一般为1mA 在可能出现过大瞬态输入电流(超过10mA)时，应串接输入保护电阻。

而129#在初期设计时没有加入保护电阻，所以这也是MOS管可能击穿的原因，而通过更换一个内部有保护电阻的MOS管应可防止此种失效的发生。

还有由于保护电路吸收的瞬间能量有限，太大的瞬间信号和过高的静电电压将使保护电路失去作用。

所以焊接时电烙铁必须可靠接地，以防漏电击穿器件输入端，一般使用时，可断电后利用电烙铁的余热进行焊接，并先焊其接地管脚。

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.元件吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响元件的功能和寿命。

2.因电场或电流破坏元件绝缘层和导体，使元件不能工作(完全破坏)。

3.因瞬间的电场软击穿或电流产生过热，使元件受伤，虽然仍能工作，但是寿命受损。

上述这三种情况中，如果元件完全破坏，必能在生产及品质测试中被察觉而排除，影响较少。

如果元件轻微受损，在正常测试中不易被发现，在这种情形下，常会因经过多次加工，甚至已在使用时，才被发现破坏，不但检查不易，而且损失亦难以预测。

静电对电子元件产生的危害不亚于严重火灾和爆炸事故的损失电子元件及产品在什么情况下会遭受静电破坏呢?可以这么说：电子产品从生产到使用的全过程都遭受静电破坏的威胁。

MOS管击穿的原因及解决方案MOS管被击穿的原因及解决方案如下：第一、MOS管本身的输入电阻很高，而栅-源极间电容又非常小，所以极易受外界电磁场或静电的感应而带电，而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压（U=Q/C），将管子损坏。

虽然ＭＯＳ输入端有抗静电的保护措施，但仍需小心对待，在存储和运输中最好用金属容器或者导电材料包装，不要放在易产生静电高压的化工材料或化纤织物中。

组装、调试时，工具、仪表、工作台等均应良好接地。

要防止操作人员的静电干扰造成的损坏，如不宜穿尼龙、化纤衣服，手或工具在接触集成块前最好先接一下地。

对器件引线矫直弯曲或人工焊接时，使用的设备必须良好接地。

第二、ＭＯＳ电路输入端的保护二极管，其导通时电流容限一般为１ｍＡ在可能出现过大瞬态输入电流（超过１０ｍＡ）时，应串接输入保护电阻。

而129#在初期设计时没有加入保护电阻，所以这也是MOS管可能击穿的原因，而通过更换一个内部有保护电阻的MOS 管应可防止此种失效的发生。

还有由于保护电路吸收的瞬间能量有限，太大的瞬间信号和过高的静电电压将使保护电路失去作用。

所以焊接时电烙铁必须可靠接地，以防漏电击穿器件输入端，一般使用时，可断电后利用电烙铁的余热进行焊接，并先焊其接地管脚。

附录：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.元件吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响元件的功能和寿命。

2.因电场或电流破坏元件绝缘层和导体，使元件不能工作（完全破坏）。

3.因瞬间的电场软击穿或电流产生过热，使元件受伤，虽然仍能工作，但是寿命受损。

上述这三种情况中，如果元件完全破坏，必能在生产及品质测试中被察觉而排除，影响较少。

如果元件轻微受损，在正常测试中不易被发现，在这种情形下，常会因经过多次加工，甚至已在使用时，才被发现破坏，不但检查不易，而且损失亦难以预测。

静电对电子元件产生的危害不亚于严重火灾和爆炸事故的损失电子元件及产品在什么情况下会遭受静电破坏呢？可以这么说：电子产品从生产到使用的全过程都遭受静电破坏的威胁。

mos管雪崩击穿原理
mos管雪崩击穿原理是指当MOS管的栅-源结或栅-漏结处的
电场强度达到一定值时，会发生电子与正空穴的雪崩击穿现象，导致结内的载流子数量急剧增加，电流急剧增大，从而对
MOS管造成损坏。

MOS管是由栅极、漏极和源极组成的一种半导体器件。

当MOS管处于开启状态时，栅极施加的电压控制了漏极-源极之
间的电流流动，而栅极-漏极或栅极-源极之间的结负责控制器
件的操作。

在正常操作中，当栅极施加的电压较低时，MOS管的结处形
成了一个屏障，阻碍了电流的流动，器件处于断开状态。

当栅极施加的电压增大到一定程度时，电场强度也会增大，电子与正空穴之间的碰撞增多，加速电子能量增大，导致一部分电子获得了足够的能量突破屏障，电流开始通过。

这个过程叫做击穿。

当电场强度进一步增大时，电子与正空穴之间的碰撞会更加频繁，足够多的电子通过击穿屏障，导致电流急剧增大，这种情况叫做雪崩击穿。

雪崩击穿会对MOS管造成瞬间的过电流，
导致电压超过器件的耐压能力，可能造成器件损坏。

因此，保证MOS管在正常工作范围内，避免电压超过耐压能力，是防止雪崩击穿的重要措施。

功率MOSFET雪崩击穿问题分析2008-10-29 10:08:00 【文章字体：大中小】推荐收藏打印摘要：分析了功率MOSFET雪崩击穿的原因，以及MOSFET故障时能量耗散与器件温升的关系。

和传统的双极性晶体管相比，反向偏置时MOSFET雪崩击穿过程不存在“热点”的作用，而电气量变化却十分复杂。

寄生器件在MOSFET的雪崩击穿中起着决定性的作用，寄生晶体管的激活导通是其雪崩击穿的主要原因。

在MOSFET 发生雪崩击穿时，器件内部能量的耗散会使器件温度急剧升高。

关键词：双极性晶体管；功率MOSFET；雪崩击穿；寄生晶体管；能量耗散1 引言功率MOSFET在电力电子设备中应用十分广泛，因其故障而引起的电子设备损坏也比较常见。

分析研究功率MOSFET故障的原因、后果，对于MOSFET的进一步推广应用具有重要意义。

在正向偏置工作时，由于功率MOSFET是多数载流子导电，通常被看成是不存在二次击穿的器件。

但事实上，当功率MOSFET反向偏置时，受电气量变化（如漏源极电压、电流变化）的作用，功率MOSFET内部载流子容易发生雪崩式倍增，因而发生雪崩击穿现象。

与双极性晶体管的二次击穿不同，MOSFET的雪崩击穿常在高压、大电流时发生，不存在局部热点的作用；其安全工作范围也不受脉冲宽度的影响。

目前，功率器件的故障研究已经从单纯的物理结构分析过渡到了器件建模理论仿真模拟层面。

因此，本文将从理论上推导MOSFET故障时漏极电流的构成，并从微观电子角度对MOSFET雪崩击穿现象作详细分析。

同时，还将对故障时器件的能量、温度变化关系作一定的分析。

2 功率MOSFET雪崩击穿理论分析当MOSFET漏极存在大电流Id，高电压Vd时，器件内电离作用加剧，出现大量的空穴电流，经Rb流入源极，导致寄生三极管基极电势Vb升高，出现所谓的“快回(Snap-back)”现象，即在Vb升高到一定程度时，寄生三极管V2导通，集电极（即漏极）电压快速返回达到晶体管基极开路时的击穿电压（增益很高的晶体管中该值相对较低），从而发生雪崩击穿，(大量的研究和试验表明，Ic,SB很小。

MOS管击穿的原因及解决方案MOS管被击穿的原因及解决方案如下：第一、MOS管本身的输入电阻很高，而栅-源极间电容又非常小，所以极易受外界电磁场或静电的感应而带电，而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压（U=Q/C），将管子损坏。

虽然ＭＯＳ输入端有抗静电的保护措施，但仍需小心对待，在存储和运输中最好用金属容器或者导电材料包装，不要放在易产生静电高压的化工材料或化纤织物中。

组装、调试时，工具、仪表、工作台等均应良好接地。

要防止操作人员的静电干扰造成的损坏，如不宜穿尼龙、化纤衣服，手或工具在接触集成块前最好先接一下地。

对器件引线矫直弯曲或人工焊接时，使用的设备必须良好接地。

第二、ＭＯＳ电路输入端的保护二极管，其导通时电流容限一般为１ｍＡ在可能出现过大瞬态输入电流（超过１０ｍＡ）时，应串接输入保护电阻。

而129#在初期设计时没有加入保护电阻，所以这也是MOS管可能击穿的原因，而通过更换一个内部有保护电阻的MOS管应可防止此种失效的发生。

还有由于保护电路吸收的瞬间能量有限，太大的瞬间信号和过高的静电电压将使保护电路失去作用。

所以焊接时电烙铁必须可靠接地，以防漏电击穿器件输入端，一般使用时，可断电后利用电烙铁的余热进行焊接，并先焊其接地管脚。

附录：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.元件吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响元件的功能和寿命。

2.因电场或电流破坏元件绝缘层和导体，使元件不能工作（完全破坏）。

3.因瞬间的电场软击穿或电流产生过热，使元件受伤，虽然仍能工作，但是寿命受损。

上述这三种情况中，如果元件完全破坏，必能在生产及品质测试中被察觉而排除，影响较少。

如果元件轻微受损，在正常测试中不易被发现，在这种情形下，常会因经过多次加工，甚至已在使用时，才被发现破坏，不但检查不易，而且损失亦难以预测。

静电对电子元件产生的危害不亚于严重火灾和爆炸事故的损失电子元件及产品在什么情况下会遭受静电破坏呢？可以这么说：电子产品从生产到使用的全过程都遭受静电破坏的威胁。

MOS管器件击穿机理分析1 MOS管发生雪崩击穿时场强分布MOS管击穿发生时场强分布如图1所示，如果没有栅，则PN结的最大场强出现在结中间Ei，由于多晶栅的存在，则在A点又出现一个场强峰值Ed，因为MOS管具有栅结构，所以其击穿和单纯的PN结击穿是不完全相同的。

这里我们从A、B两点的场强Ei和Ed的大小来讨论MOS管的击穿特性。

如图1所示，Xbd是衬底中结耗尽宽度，Xdd是漏区结耗尽宽度。

横向电场分布我们已经很了解，这里主要看纵向电场分布，从Xbd到Xdd，纵向电场和栅沟道电势差有关，在测试击穿时，栅是接地的，因为为0电位，所以纵向电场分布和沟道电势变化趋势一致。

从B到A点，电势逐步升高，因此，纵向场强增大，但是从A到Xdd，尽管电势仍然升高，但是由于氧化层增厚，因此场强有减小趋势。

所以在A点存在一个峰值电场。

这个峰值电场的具体位置是否一定在多晶边缘正下方和栅氧厚度有关。

但A点的位置一定在多晶边缘的外侧的漏区。

图2（a）大致反应了从Xbd到Xdd的场强和电势分布情况，图2（b）则分别从纵向和横向反映电场分布情况。

纵向电场分两部分，一部分是氧化层中，一部分是Si中耗尽层；同样，电势也分为两部分，一部分是在氧化层上的降落，一部分是Si中耗尽层降落。

由于介电常数的关系，SiO2中场强是Si中峰值场强的3倍。

下面讨论在Ed发生击穿的情形：（1）A点（Ed）击穿由于漏端电阻小，基本无电势降落，在LDD上会出现电势降落（若无LDD结构，则A点的电势和VCC 基本相同相等）降落到A点时，此时A点和多晶栅之间的电势在栅氧和耗尽层中形成电场，LDD处于耗尽状态，会诱发LDD中雪崩击穿。

如图3所示。

对Nsub接正，多晶接地，压降降落在氧化层和耗尽层上，氧化层中是均强电场，耗尽层中电场和具体位置相关。

根据高斯定理：QP＝ε0εsiEsi，QT=ε0εSiO2ESiO2，这里QT是总电荷，QP是多晶上的正电荷和耗尽层中负电荷的和。

MOS管被击穿的原因及解决方案MOS管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）被击穿是指因电压或电流过高而导致其无法正常工作甚至损坏的现象。

MOS管被击穿的原因有很多，包括过高的电压、电流冲击、温度过高、共模干扰等。

解决MOS管被击穿问题的方法包括增加电压抗击穿能力、添加保护电路以及改进设计等。

以下是对MOS管被击穿原因及解决方案的详细分析：1.过高电压：过高的电压是导致MOS管击穿的主要原因之一、电压超过MOS管的耐压能力会导致MOS管内部的电场强度过大，使得绝缘层被击穿。

解决方法可以是增加MOS管的耐压能力，采用耐压更高的材料或结构，并在设计中合理选择工作电压范围。

2.电流冲击：在开关电路中，电流引线的突然开关或电流负载的突然变化会产生电流冲击，从而导致MOS管被击穿。

解决方法可以是添加电流抑制电路，通过电感、电容、二极管等元件限制电流的上升速度，使得电流变化平缓，减少冲击。

3.温度过高：高温会对MOS管的性能产生不利影响，如降低电压耐受能力和提高漏电流等。

当温度超过MOS管的额定工作温度时，可能导致MOS管击穿。

解决方法可以是改善散热设计，提高MOS管的耐高温能力，或者采用温度补偿措施来消除温度对MOS管性能的影响。

4.共模干扰：共模干扰是指外部电磁场或其他电源对MOS管的干扰。

这种干扰可能导致MOS管内部电势发生变化，进而使其被击穿。

解决方法可以是在设计中提高抗干扰能力，采用屏蔽、滤波等措施来减少干扰。

除了以上主要原因外，MOS管被击穿还可能与设计、工艺、环境等因素有关。

因此，在解决MOS管被击穿问题时，需要综合考虑各种因素，并采取相应的措施。

对于增加MOS管的耐压能力，可以通过选择合适的材料和结构设计来实现。

例如，选择耐压更高的绝缘层材料，如高介电常数的材料，以提高绝缘性能。

此外，改进MOS管的结构，如增加绝缘层的厚度，可以有效提高电压抗击穿能力。

MOS管器件击穿机理分析1 MOS管发生雪崩击穿时场强分布MOS管击穿发生时场强分布如图1所示，如果没有栅，则PN结的最大场强出现在结中间Ei，由于多晶栅的存在，则在A点又出现一个场强峰值Ed，因为MOS管具有栅结构，所以其击穿和单纯的PN结击穿是不完全相同的。

这里我们从A、B两点的场强Ei和Ed的大小来讨论MOS管的击穿特性。

如图1所示，Xbd是衬底中结耗尽宽度，Xdd是漏区结耗尽宽度。

横向电场分布我们已经很了解，这里主要看纵向电场分布，从Xbd到Xdd，纵向电场和栅沟道电势差有关，在测试击穿时，栅是接地的，因为为0电位，所以纵向电场分布和沟道电势变化趋势一致。

从B到A点，电势逐步升高，因此，纵向场强增大，但是从A到Xdd，尽管电势仍然升高，但是由于氧化层增厚，因此场强有减小趋势。

所以在A点存在一个峰值电场。

这个峰值电场的具体位置是否一定在多晶边缘正下方和栅氧厚度有关。

但A点的位置一定在多晶边缘的外侧的漏区。

图2（a）大致反应了从Xbd到Xdd的场强和电势分布情况，图2（b）则分别从纵向和横向反映电场分布情况。

纵向电场分两部分，一部分是氧化层中，一部分是Si中耗尽层；同样，电势也分为两部分，一部分是在氧化层上的降落，一部分是Si中耗尽层降落。

由于介电常数的关系，SiO2中场强是Si中峰值场强的3倍。

下面讨论在Ed发生击穿的情形：（1）A点（Ed）击穿由于漏端电阻小，基本无电势降落，在LDD上会出现电势降落（若无LDD结构，则A点的电势和VCC 基本相同相等）降落到A点时，此时A点和多晶栅之间的电势在栅氧和耗尽层中形成电场，LDD处于耗尽状态，会诱发LDD中雪崩击穿。

如图3所示。

对Nsub接正，多晶接地，压降降落在氧化层和耗尽层上，氧化层中是均强电场，耗尽层中电场和具体位置相关。

根据高斯定理：QP＝ε0εsiEsi，QT=ε0εSiO2ESiO2，这里QT是总电荷，QP是多晶上的正电荷和耗尽层中负电荷的和。

MOSFET雪崩测试及失效模式分析摘要：本文介绍了功率MOSFET及雪崩测试的基本概念，并对雪崩测试后产生的失效样品进行了研究分析，从而得出封装过程及晶圆设计缺陷均能引起器件雪崩失效。

关键词： MOSFET 雪崩测试失效分析1. 功率MOSFE简介金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管（field-effect transistor）。

依照其“通道”（工作载流子）的极性不同，可分为“N型”与“P型” 的两种类型，通常又称为NMOSFET与PMOSFET，其他简称尚包括NMOS、PMOS等。

功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型（Metal Oxide Semiconductor FET）,简称功率MOSFET。

2. 雪崩测试原理雪崩能量通常在非钳位感性开关UIS条件下测量。

其中，有两个值EAS和EAR，EAS为单脉冲雪崩能量，定义了单次雪崩状态下器件能够消耗的最大能量;EAR为重复脉冲雪崩能量。

雪崩能量依赖于电感值和起始的电流值。

实际封装测试时只测试EAS。

EAS 特性通常用来描述功率MOSFET在非钳制电感电路中能够承受电流大小的能力，或通常用来描述功率MOSFET在雪崩击穿下负载能量的能力。

EAS特性好坏会直接影响到器件的安全工作区及寿命，因此对于功率MOSFET而言，EAS特性被认为是器件安全性的重要指标。

图2 EAS测试原理图及波形3. 失效分析EAS测试是通过施加一单脉冲能量来考核MOSFET产品的承受能力, 用以剔除芯片本身存在的潜在缺陷或装配过程中造成轻微损伤的不良品, 从而使产品在使用前得到有效的筛选, 能够更可靠的工作。

EAS测试的不良品通常表现为栅极漏电流ISGS超标或短路。

并联MOSFET的雪崩特性分析I.概述在本文中，出现在准动态热模型中的一个雪崩扩展已经开发出来。

电流及热分布对于并联功率MOSFET在雪崩条件下的状态已研究出来。

击穿电压的统计分布，热损毁的统计分布，终端杂散电感的影响以及热耦合改变了最终的电气特性，还有并联器件的热平衡。

没有仔细认真的设计考虑，就会导致可靠性问题。

本文的结论就是提供大功率MOSFET器件并联应用时有用的指导技术。

II.介绍先前，相关并联MOSFET的多数概念都集中在强制导通时负载电流的平衡上。

但是这个平衡受杂散电感和栅特性的影响。

假设MOSFET的电流没有达到平衡，这表示MOSFET选择了一个比其原来更高的DC耐压。

这种假设极少掌握真实的应用数据，作为MOSFET的R DSON是正比于它的击穿电压的。

与相同技术的较低V BRDSS MOSFET相比，更高的V BRDSS的最佳的MOSFET会展示出单位面积更高的导通损耗。

当应用课题为有效使用硅元件于最低实际成本时，会更自动地要求我们在选择器件时，其V BRDSS在开关传输过程中必须保持平衡。

如同在导通或关断时保持平衡一样，这是有意在并联中提供保证固有电压箝制的第二个理由。

当并联器件工作在平衡状态时，V BRDSS的静态正常贡献会导致器件并联结构展现出不同的电气特性及热应力。

如果并联器件和电路需要可靠地工作，最坏情况下的负载电流及其在并联器件中的芯片温差，及一个开关周期中包括雪崩状况必须获息。

当然，我们最好知道这不直接与出版物所述相关。

所以研究此征兆将提供给电路设计师有用的指导和分析工具，以了解并联MOSFET在并联条件下的工作特性。

1.理论分析让我们用低边硬形状电路作实例如图1-a。

当并联器件雪崩时，器件具有最低的击穿电压。

这将箝住V DS，并提供一个低态电阻通道给负载。

因此，接近全部负载电流会通过此器件。

会使该器件比其它并联器件电流高得多，导致更高的损耗。

图1-b示出负载和温度的变化。

m o s管雪崩击穿分析本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March功率MOSFET雪崩击穿问题分析2008-10-29 10:08:00 【文章字体：大中小】推荐收藏打印摘要：分析了功率MOSFET雪崩击穿的原因，以及MOSFET故障时能量耗散与器件温升的关系。

和传统的双极性晶体管相比，反向偏置时MOSFET雪崩击穿过程不存在“热点”的作用，而电气量变化却十分复杂。

寄生器件在MOSFET的雪崩击穿中起着决定性的作用，寄生晶体管的激活导通是其雪崩击穿的主要原因。

在MOSFET 发生雪崩击穿时，器件内部能量的耗散会使器件温度急剧升高。

关键词：双极性晶体管；功率MOSFET；雪崩击穿；寄生晶体管；能量耗散1 引言功率MOSFET在电力电子设备中应用十分广泛，因其故障而引起的电子设备损坏也比较常见。

分析研究功率MOSFET故障的原因、后果，对于MOSFET的进一步推广应用具有重要意义。

在正向偏置工作时，由于功率MOSFET是多数载流子导电，通常被看成是不存在二次击穿的器件。

但事实上，当功率MOSFET反向偏置时，受电气量变化（如漏源极电压、电流变化）的作用，功率MOSFET内部载流子容易发生雪崩式倍增，因而发生雪崩击穿现象。

与双极性晶体管的二次击穿不同，MOSFET的雪崩击穿常在高压、大电流时发生，不存在局部热点的作用；其安全工作范围也不受脉冲宽度的影响。

目前，功率器件的故障研究已经从单纯的物理结构分析过渡到了器件建模理论仿真模拟层面。

因此，本文将从理论上推导MOSFET故障时漏极电流的构成，并从微观电子角度对MOSFET雪崩击穿现象作详细分析。

同时，还将对故障时器件的能量、温度变化关系作一定的分析。

2 功率MOSFET雪崩击穿理论分析当MOSFET漏极存在大电流Id，高电压Vd 时，器件内电离作用加剧，出现大量的空穴电流，经Rb流入源极，导致寄生三极管基极电势Vb升高，出现所谓的“快回(Snap-back)”现象，即在Vb升高到一定程度时，寄生三极管V2导通，集电极（即漏极）电压快速返回达到晶体管基极开路时的击穿电压（增益很高的晶体管中该值相对较低），从而发生雪崩击穿，(大量的研究和试验表明，Ic,SB很小。

MOS管击穿的原因及解决方案MOS管被击穿的原因及解决方案如下:第一、MOS管本身的输入电阻很高,而栅-源极间电容又非常小，所以极易受外界电磁场或静电的感应而带电，而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压（U=Q/C）,将管子损坏。

虽然ＭＯＳ输入端有抗静电的保护措施,但仍需小心对待，在存储和运输中最好用金属容器或者导电材料包装，不要放在易产生静电高压的化工材料或化纤织物中。

组装、调试时，工具、仪表、工作台等均应良好接地。

要防止操作人员的静电干扰造成的损坏，如不宜穿尼龙、化纤衣服，手或工具在接触集成块前最好先接一下地。

对器件引线矫直弯曲或人工焊接时,使用的设备必须良好接地.第二、ＭＯＳ电路输入端的保护二极管，其导通时电流容限一般为１ｍＡ在可能出现过大瞬态输入电流（超过１０ｍＡ）时，应串接输入保护电阻。

而129#在初期设计时没有加入保护电阻,所以这也是MOS管可能击穿的原因，而通过更换一个内部有保护电阻的MOS管应可防止此种失效的发生.还有由于保护电路吸收的瞬间能量有限,太大的瞬间信号和过高的静电电压将使保护电路失去作用。

所以焊接时电烙铁必须可靠接地,以防漏电击穿器件输入端,一般使用时，可断电后利用电烙铁的余热进行焊接,并先焊其接地管脚.附录：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。

元件吸附灰尘，改变线路间的阻抗,影响元件的功能和寿命。

2.因电场或电流破坏元件绝缘层和导体，使元件不能工作(完全破坏)。

3.因瞬间的电场软击穿或电流产生过热，使元件受伤，虽然仍能工作，但是寿命受损。

上述这三种情况中，如果元件完全破坏，必能在生产及品质测试中被察觉而排除，影响较少。

如果元件轻微受损，在正常测试中不易被发现,在这种情形下，常会因经过多次加工,甚至已在使用时，才被发现破坏，不但检查不易,而且损失亦难以预测。

静电对电子元件产生的危害不亚于严重火灾和爆炸事故的损失电子元件及产品在什么情况下会遭受静电破坏呢?可以这么说：电子产品从生产到使用的全过程都遭受静电破坏的威胁。