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

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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