MOSFET 失效 Top 原因 点击:7 | 回复:0



MDD辰达半导体

    
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发表于:2026-01-20 15:30:26
楼主

在电源、电机驱动、BMS、汽车电子等领域,MDD辰达半导体的 MOSFET 是最核心,也是最容易“背锅”的功率器件之一。

很多现场问题表面看是 MOSFET 炸管,但真正的原因,往往来自设计假设与真实工况不匹配。

根据 FAE 现场统计,80% 的 MOSFET 失效并非器件质量问题,而是设计与应用问题。

本文聚焦 Top10 中的前 5 项来看看:电气设计相关失效的原因。


一、TOP1:Vds 或 Vgs 过压击穿

1. 失效机理

·Vds 超过耐压 → 漏源击穿

·Vgs 超过 ±20V → 栅氧层击穿(不可逆)

常见诱因:

·感性负载关断反冲

·PCB 寄生电感导致尖峰

·驱动芯片异常


2. 现场特征

·MOSFET 直接短路

·Gate 已无控制能力

·有时“瞬间炸管”


3. 解决建议

·留足耐压裕量(≥1.5 倍)

·TVS / RCD / 吸收电路

·Gate 串电阻 + TVS 保护


二、TOP2:驱动不足导致“半导通”发热失效

1. 失效机理

MOSFET 未完全增强:

·Rds(on) 偏大

·导通损耗急剧增加

·结温迅速升高


2. 常见误区

·用 3.3V MCU 直接驱动非逻辑级 MOS

·忽略驱动芯片输出电流能力

·忽略栅极电荷 Qg


3. 改进方案

·使用逻辑级 MOSFET

·专用 Gate Driver

·栅极驱动电压与速度同时满足


三、TOP3:开关损耗被严重低估

1. 问题根源

很多设计只算导通损耗:𝑃𝑜𝑛=𝐼2×𝑅𝑑𝑠(𝑜𝑛)

却忽略:

·上升 / 下降时间

·高频 PWM


2. 典型场景

·高频 DC-DC

·电机驱动

·快速开关电源


3. 对策建议

·选择低 Qg MOSFET

·提升驱动电流

·控制开关频率与损耗平衡


四、TOP4:雪崩能量不足导致隐性损伤

1. 失效机理

MOSFET 在关断感性负载时进入雪崩区:

·单次未炸

·多次能量积累 → 内部退化


2. 隐蔽性特点

·初期功能正常

·Rds(on) 漂移

·几周 / 几月后失效


3. 工程建议

·不依赖 MOS 自身雪崩能力

·外围吸收是“必须项”

·查数据手册 EAS 参数


五、TOP5:栅极误触发与 EMI 引起异常导通

1. 产生原因

·Gate 走线过长

·dv/dt 耦合

·地弹噪声


2. 失效表现

·无控制信号却导通

·高温下更明显

·难以复现


3. 解决方案

·Gate 下拉电阻

·Kelvin 源极

·优化 PCB 回流路径


16.jpg

前 5 大失效原因,本质都是“电气边界条件设计不足”。

MOSFET 不是坏在“参数不够”,而是坏在 被用在不该用的状态下。

--MDD辰达半导体




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