2023-06-02 17:23:08

MOS管被击穿是指在正常工作电压下，由于电场强度或热效应等原因，启动了高电压放电现象，导致MOS管芯片内部结构受损或器件损坏。这种现象极大地影响了MOS管的可靠性和寿命，因此需要对其原因和解决方案进行仔细的分析和实践。

一、MOS管被击穿原因

1. 电场强度过大：MOS管被击穿的主要原因是电场强度过大。当在MOS管管芯的PN结附近出现高场强时，在内部会形成空穴-电子对，并加速电子的漂移，最终导致出现电离现象（电子和空穴之间的空隙被电子冲开），形成气体放电或微弧放电，从而造成芯片结构的破坏。

2. 热效应：MOS管的条件截止电压随温度升高而下降，这将导致在普通应用情况下电压瞬时升高而发生热效应，导致MOS管被击穿。

3. 线路设计不合理：如果在应用中没有正确设计电路并考虑制动和保护电路，则容易使MOS管被击穿。例如，在功率开关电路的驱动电路中，如果误操作导致短路，则容易使MOS管被击穿。

二、MOS管被击穿的解决方案

1. 电路的正确设计：为了避免MOS管被击穿，需要通过对电源电压、驱动电路、制动电路和保护电路等参数的规划和控制等一系列设计措施，合理设计电路。在设计中应着重考虑MOS管与其它元件之间的电气特性匹配性，如选择合适的驱动信号源、尽量减小MOS管在正常情况下的扭矩效应和损耗等措施，来降低电场强度对MOS管的影响。

2. 选择合适的MOS管: 在选择MOS管时，应特别关注其最大额定电压，并确保MOS管能够承受所需应用中的最大电压。同时，还需要注意其他参数，如漏电流、响应时间、耗损功率等，以确保MOS管的可靠性和持久性。

3. 改进散热问题：对于需要使用大功率MOS管的应用，还应考虑可靠的散热措施，例如利用散热片、风扇、水冷等措施来降低MOS管温度，从而降低热效应对MOS管的影响。

4. 有效的保护措施：在MOS管正常工作情况下，合理设置过压保护和过电流保护等制动方式，可以防止MOS管起始击穿的概率。另外，设置一些预警系统，如性能参数趋势跟踪系统、失效分析和故障排除等系统，以便及时发现并解决潜在问题。

三、示例

作为MOS管应用的具体案例，考虑电机启动器驱动电路。电机启动器可以用于启动和停止工程机械和输送装置，结构简单，低成本，易于控制。在多数情况下，MOS管主要用于电机启动器中。在这种情况下，适当的保护措施可以使MOS管维持正常工作状态，避免被击穿的发生。例如，在电路设计时，可以适当增加继电器来提高抗击穿鲁棒性，保证MOS管的正常钳位。此外，通过加强运行维护，采用有效的检修和现场管理方法，可以及时发现和解决问题。例如，及时替换已经损坏的MOS管，避免其在应用中过度利用。最终，建立成套的损坏分析和解决方案对于降低MOS管击穿风险也非常关键。

综上，MOS管的击穿问题需要综合考虑制造、使用和管理等因素。通过合理的电路设计，在选址和安装时避免可能的电场强度、热效应等因素影响，选择适当的MOS管，以及加强维护和检修，可以显着提高MOS管的可靠性和寿命。