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電子分析:MOS管擊穿是什么原因

信息來(lái)源:本站 日期:2017-04-18 

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MOS管本身的輸入電阻很高,而柵-源極間電容又非常小,所以極易受外界電磁場(chǎng)或靜電的感應(yīng)而帶電,而少量電荷就可在極間電容上形成相當(dāng)高的電壓(U=Q/C),將管子損壞。雖然MOS輸入端有抗靜電的保護(hù)措施,但仍需小心對(duì)待,在存儲(chǔ)和運(yùn)輸中最好用金屬容器或者導(dǎo)電材料包裝,不要放在易產(chǎn)生靜電高壓的化工材料或化纖織物中。組裝、調(diào)試時(shí),工具、儀表、工作臺(tái)等均應(yīng)良好接地。MOS管廠家要防止操作人員的靜電干擾造成的損壞,如不宜穿尼龍、化纖衣服,手或工具在接觸集成塊前最好先接一下地。對(duì)器件引線矯直彎曲或人工焊接時(shí),使用的設(shè)備必須良好接地。

靜電放電形成的是短時(shí)大電流,放電脈沖的時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)小于器件散熱的時(shí)間常數(shù)。因此,當(dāng)靜電放電電流通過(guò)面積很小的pn結(jié)或肖特基結(jié)時(shí),將產(chǎn)生很大的瞬間功率密度,形成局部過(guò)熱,有可能使局部結(jié)溫達(dá)到甚至超過(guò)材料的本征溫度(如硅的熔點(diǎn)1415℃),使結(jié)區(qū)局部或多處熔化導(dǎo)致pn結(jié)短路,器件徹底失效。這種失效的發(fā)生與否,主要取決于器件內(nèi)部區(qū)域的功率密度,功率密度越小,說(shuō)明器件越不易受到損傷。

反偏pn結(jié)比正偏pn結(jié)更容易發(fā)生熱致失效,在反偏條件下使結(jié)損壞所需要的能量只有正偏條件下的十分之一左右。這是因?yàn)榉雌珪r(shí),大部分功率消耗在結(jié)區(qū)中心,而正偏時(shí),則多消耗在結(jié)區(qū)外的體電阻上。對(duì)于雙極器件,通常發(fā)射結(jié)的面積比其它結(jié)的面積都小,而且結(jié)面也比其它結(jié)更靠近表面,所以常常觀察到的是發(fā)射結(jié)的退化。此外,擊穿電壓高于100V或漏電流小于1nA的pn結(jié)(如JFET的柵結(jié)),比類似尺寸的常規(guī)pn結(jié)對(duì)靜電放電更加敏感。

靜電的基本物理特征為:有吸引或排斥的力量;有電場(chǎng)存在,與大地有電位差;會(huì)產(chǎn)生放電電流。這三種情形會(huì)對(duì)電子元件造成以下影響:

1.元件吸附灰塵,改變線路間的阻抗,影響元件的功能和壽命。

2.因電場(chǎng)或電流破壞元件絕緣層和導(dǎo)體,使元件不能工作(完全破壞)。

3.因瞬間的電場(chǎng)軟擊穿或電流產(chǎn)生過(guò)熱,使元件受傷,雖然仍能工作,但是壽命受損。

上述這三種情況中,如果元件完全破壞,必能在生產(chǎn)及品質(zhì)測(cè)試中被察覺(jué)而排除,影響較少。如果元件輕微受損,在正常測(cè)試中不易被發(fā)現(xiàn),在這種情形下,常會(huì)因經(jīng)過(guò)多次加工,甚至已在使用時(shí),才被發(fā)現(xiàn)破壞,不但檢查不易,而且損失亦難以預(yù)測(cè)。靜電對(duì)電子元件產(chǎn)生的危害不亞于嚴(yán)重火災(zāi)和爆炸事故的損失.


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