Что может привести к короткому замыканию Drain-Source в FET?

Фон:

Я использую N7 -канальный MOSFET Si7456CDP в импульсном источнике питания. Блок питания и нагрузка находятся в пластиковом корпусе. Вчера блок питания и нагрузка работали отлично. Сегодня утром, когда я пришел к власти, ничего не получалось. Нет питания. В конце концов, я обнаружил, что источник и сток MOSFET замкнулись вместе. Замена MOSFET устранила проблему.

Вопрос:

Что может привести к внезапному отказу N-канального MOSFET при коротком замыкании источника?

— Rocketmagnet
источник

Плохая карма? Серьезно, у вас здесь достаточно опыта, чтобы понять, что это плохой вопрос. Как MOSFET используется в цепи? Где принципиальная схема?

— Дэйв Твид

Хотя эта форма вопроса может быть в целом плохой, в данном конкретном типе устройств существует один класс сбоев, который должен вызывать автоматическое подозрение.

— Крис Страттон,

@DaveTweed - Нет, дело в том, чтобы вопрос был общим и полезным для большего количества людей, чем для меня самого. Должно быть ограниченное количество способов, с помощью которых MOSFET не справляются с этим условием. Подробности моей схемы не должны быть актуальны.

— Ракетный магнит

@ChrisStratton - А это ...?

— Ракетный магнит

Первоначальная причина - выход из строя оксида затвора, приводящий к тому, что устройство само включается наполовину, после чего могут происходить другие забавные вещи.

— Крис Страттон,

Ответы:

Есть два основных механизма, но сначала диаграмма:

введите описание изображения здесь

Тело и источник связаны друг с другом, и некоторые функции удалены для простоты.

Сценарий 1:

Пик перенапряжения на дренаже, приводящий к заострению нитей, контактов и имплантатов дренажа. Это может иметь или не иметь причины, из-за которых контакты выходят из строя / расплавляются, но очень большие токи могут вызвать разрушение D / B-перехода. После того, как соединение достигло пика, оно подключается к дренажу скважины, а источник замыкается. Это требует поломки только в одном месте на транзисторах

Сценарий 2:

Высокое напряжение на сливе, вызывающее EOS (электрическое перенапряжение) на GOX (Gate Oxide), особенно на затворе, ближайшем к сливу. Очень вероятно, что это структура LDMOS с расширенной структурой стока (что означает, что напряжение затвора не должно достигать того же напряжения, что и сток). Пробой в этом конце ворот может привести к короткому замыканию ворот. Как только оно замкнуто, теперь оно по существу всегда включено, но зато ворота теперь приводятся к уровням, на которых он не был предназначен, и сбой исчезает. Это все еще требует только одного отказа в транзисторе.

Есть и другие сценарии, но все они требуют двух ошибок.

Это устройство довольно большое и будет видно под микроскопом. Это может быть поучительно.

— заполнитель
источник

Это на самом деле MOSFET. Короткое замыкание в источнике является обычным режимом отказа в полевых МОП-транзисторах и обычно вызывается переходными процессами на затворе.

— Леон Хеллер
источник

Спасибо Леон. Это то, что мне было интересно, может ли переходный процесс у ворот или что-то вызвать короткое замыкание SD.

— Ракетный магнит

Все, что повредит матрицу, может привести к короткому замыканию источника. (Иногда умирает вдребезги.)

Это включает:

Чрезмерное повышенное / пониженное напряжение на затворе
Плохой / неправильный привод ворот, приводящий к тепловому разбегу
Тепловой убег в целом (потеря охлаждения / принудительный воздух)
Лавинно-индуцированный EOS

Без более конкретной информации о приложении трудно судить, какой режим может быть виновником.

— Адам Лоуренс
источник