MOSFET的失效机理

MOSFET的失效机理

当向MOSFET施加高于绝对最大额定值BVDSS的电压时，会造成击穿并引发雪崩击穿。

发生雪崩击穿时，会流过大电流，存在MOSFET失效的危险。

MOSFET雪崩失效包括短路造成的失效和热量造成的失效。

01什么是雪崩击穿：当向MOSFET施加高于绝对最大额定值BVDSS的电压时，就会发生击穿。当施加高于BVDSS的高电场时，自由电子被加速并带有很大的能量。这会导致碰撞电离，从而产生电子-空穴对。这种电子-空穴对呈雪崩式增加的现象称为“雪崩击穿”。在这种雪崩击穿期间，与MOSFET内部二极管电流呈反方向流动的电流称为“雪崩电流IAS”。

02雪崩失效：短路造成的失效：IAS会流经MOSFET的基极寄生电阻RB。此时，寄生双极型晶体管的基极和发射极之间会产生电位差VBE，如果该电位差较大，则寄生双极晶体管可能会变为导通状态。一旦这个寄生双极晶体管导通，就会流过大电流，MOSFET可能会因短路而失效。

03雪崩失效：热量造成的失效:在雪崩击穿期间，不仅会发生由雪崩电流导致寄生双极晶体管误导通而造成的短路和损坏，还会发生由传导损耗带来的热量造成的损坏。如前所述，当MOSFET处于击穿状态时会流过雪崩电流。在这种状态下，BVDSS被施加到MOSFET并且流过雪崩电流，它们的乘积成为功率损耗。这种功率损耗称为“雪崩能量EAS”。