Cosa può causare un cortocircuito Drain-Source in un FET?

Sfondo:

Sto usando un MOSFET a canale N Si7456CDP in un alimentatore switching. L'alimentatore e il carico sono alloggiati in un involucro di plastica. Ieri, l'alimentazione e il carico funzionavano perfettamente. Questa mattina, quando sono arrivato per accenderlo, non ha funzionato nulla. Senza energia. Alla fine, ho scoperto che la fonte e il drenaggio del MOSFET erano in cortocircuito insieme. La sostituzione del MOSFET ha risolto il problema.

Domanda:

Cosa potrebbe causare un guasto del MOSFET a canale N all'improvviso con un cortocircuito di drain della sorgente?

— Rocketmagnet
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Cattivo karma? Seriamente, hai abbastanza esperienza qui per sapere che questa è una brutta domanda. Come viene utilizzato il MOSFET nel circuito? Dov'è lo schema?

— Dave Tweed

Sebbene questa forma di domanda possa essere negativa in generale, in questo specifico tipo di dispositivo esiste una classe di errore che dovrebbe essere un sospetto automatico.

— Chris Stratton,

@DaveTweed - No, il punto è mantenere la domanda generale e utile a più persone oltre a me stesso. Ci deve essere un numero limitato di modi in cui i MOSFET falliscono con questa condizione. I dettagli del mio circuito non dovrebbero essere rilevanti.

— Rocketmagnet,

@ChrisStratton - E questo è ...?

— Rocketmagnet,

Come causa iniziale, il fallimento dell'ossido di gate che porta il dispositivo a girare se stesso a metà corsa, a quel punto possono accadere altre cose divertenti.

— Chris Stratton,

Risposte:

Esistono due meccanismi principali ma prima uno schema:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Corpo e sorgente sono collegati insieme e diverse funzionalità vengono rimosse per semplicità.

Scenario 1:

Picco di sovratensione su Drain, causando l'aggiunta di filamenti, contatti e impianti di drenaggio. L'IT può avere o meno causare la rottura o lo scioglimento dei contatti, ma correnti molto elevate possono causare la rottura della giunzione D / B. Una volta che la giunzione è a spillo, è collegata al pozzo di drenaggio e la fonte ora è in corto. Ciò richiede un guasto solo in una posizione nei transistor

Scenario 2:

Alta tensione sullo scarico, che causa EOS (sovraccarico elettrico) sul GOX (ossido di gate), in particolare sul gate più vicino allo scarico. Molto probabilmente questa è una struttura LDMOS con una struttura di drain estesa (il che significa che la tensione del gate non deve mai raggiungere la stessa tensione del drain). Il guasto a tale estremità del cancello può causare il corto circuito del cancello. Una volta cortocircuitato, ora è essenzialmente sempre attivo, ma anche il gate ora viene portato a livelli a cui non era destinato e il fallimento scappa. Ciò richiede ancora un solo guasto nel transistor.

Esistono altri scenari ma richiedono tutti due errori.

Questo dispositivo è abbastanza grande e sarà visibile al microscopio. De-lidding questo potrebbe essere istruttivo.

— segnaposto
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Questo è in realtà un MOSFET. I cortometraggi di drain-source sono la solita modalità di guasto nei MOSFET e di solito sono causati da transitori sul gate.

— Leon Heller
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Grazie Leon. Questo è quello che mi chiedevo, un transitorio al gate o qualcosa potrebbe causare un cortocircuito SD.

— Rocketmagnet,

Tutto ciò che danneggia il dado potrebbe portare ad un cortocircuito di drenaggio. (A volte il dado si fa esplodere in mille pezzi.)

Ciò comprende:

Eccessiva sovratensione / sottotensione al gate
Trasmissione del cancello scadente / non corretta che causa fuga termica
Fuga termica in generale (perdita di raffreddamento / aria forzata)
EOS indotta da valanghe

Senza informazioni più specifiche sull'applicazione, è difficile giudicare quale modalità potrebbe essere il colpevole.

— Adam Lawrence
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