I MOSFET di solito bruciano aperti o chiusi?


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Mi chiedevo se un MOSFET di potenza si guasta a causa del surriscaldamento, di solito brucerà come un circuito aperto o cortocircuito?

Inoltre, i danni da sovratemperatura di solito fanno esplodere l'ossido di gate come una bassa resistenza (<100 Ohm)?


Dopo qualche altra ricerca, ho anche trovato alcune prove aneddotiche che suggeriscono che i FET di solito falliscono come un corto circuito qui .
Adam,

Risposte:


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Supponendo che la mia risposta sia corretta, la mia intuizione era sbagliata al riguardo. La risposta breve è che mi aspetterei che un MOSFET fallisca come circuito aperto a causa delle condizioni di sovratemperatura.

Questo articolo di Wikipedia suggerisce che:

Aumento della resistenza da drenaggio a sorgente. È osservato in dispositivi ad alta temperatura ed è causato da interazioni metallo-semiconduttore, affondamento di gate e degradazione del contatto ohmico.

... almeno nei circuiti integrati monolitici a microonde, ma la terminologia sembra coerente con i MOSFET ...

Questo altro articolo suggerisce anche che non si aprirà, ma per diversi motivi (fondamentalmente meccanici):

Ciò che accade esattamente dipende da quanto è in eccesso il potere. Potrebbe essere una cottura prolungata. In questo caso, il MOSFET diventa abbastanza caldo da essere letteralmente dissaldato. Gran parte del riscaldamento MOSFET a correnti elevate è in testa, il che può facilmente dissaldarsi senza che il MOSFET fallisca! Se il calore viene generato nel chip, allora si surriscalda, ma la sua temperatura massima non è solitamente limitata dal silicio, ma limitata dalla fabbricazione. Il chip di silicio è legato al substrato da una saldatura dolce ed è abbastanza facile fonderlo e farlo trasudare tra l'epossidico e il metallo del corpo, formando goccioline di saldatura. Questo potrebbe non distruggere il chip!


Grazie per la risposta! Immagino che dalla tua ricerca la risposta sia la solita "dipende da molti fattori". Speravo che alcune persone avessero avuto esperienze personali che potevano anche condividere!
Adam,

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Di solito, un MOSFET fallirà prima. Questo perché il calore eccessivo, per diffusione, mescolerà abbastanza i droganti da creare un buon conduttore invece delle barriere pn o np che erano lì originariamente. Spesso, anche l'ossido di gate viene portato nella diffusione, causando una breve tra tutti e tre i terminali.

Solo se la corrente di cortocircuito dopo questa prima modalità di guasto è abbastanza alta da far saltare i fili di collegamento o l'intero transistor, c'è un circuito aperto.


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Il corto circuito verso il drenaggio è una modalità di guasto molto comune e facilmente testata. Sarà spesso un corto morto o 10s di ohm. I mosfet falliti in questo modo tendono anche a distruggere qualunque IC li stesse guidando. Quando sospetto mosfet morti è la prima cosa che cerco.


Sono d'accordo con la risposta. Una sovracorrente applicata al mio 2N7000 ha ridotto la resistenza SG a 20 ohm. DG a 2K.
gstorto,
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