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場效應(yīng)管的靜電擊穿,mos管靜電擊穿原因-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2025-02-10 

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場效應(yīng)管的靜電擊穿,mos管靜電擊穿原因-KIA MOS管


場效應(yīng)管靜電擊穿

MOS管是一個(gè)ESD敏感器件,它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或靜電的感應(yīng)而帶電(少量電荷就可能在極間電容上形成相當(dāng)高的電壓(想想U(xiǎn)=Q/C)將管子損壞),又因在靜電較強(qiáng)的場合難于泄放電荷,容易引起靜電擊穿。


靜電擊穿有兩種方式:一是電壓型,即柵極的薄氧化層發(fā)生擊穿,形成針孔,使柵極和源極間短路,或者使柵極和漏極間短路;二是功率型,即金屬化薄膜鋁條被熔斷,造成柵極開路或者是源極開路。JFET管和MOS管一樣,有很高的輸入電阻,只是MOS管的輸入電阻更高。

靜電擊穿,原因

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靜電擊穿原因解決

MOS管的輸入電阻很高,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。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。


MOS電路輸入端的保護(hù)二極管,其導(dǎo)通時(shí)電流容限一般為1mA,在可能出現(xiàn)過大瞬態(tài)輸入電流(超過10mA)時(shí),應(yīng)串接輸入保護(hù)電阻。因此應(yīng)用時(shí)可選擇一個(gè)內(nèi)部有保護(hù)電阻的MOS管應(yīng)。


還有由于保護(hù)電路吸收的瞬間能量有限,太大的瞬間信號(hào)和過高的靜電電壓將使保護(hù)電路失去作用。所以焊接時(shí)電烙鐵必須可靠接地,以防漏電擊穿器件輸入端,一般使用時(shí),可斷電后利用電烙鐵的余熱進(jìn)行焊接,并先焊其接地管腳。


MOS是電壓驅(qū)動(dòng)元件,對(duì)電壓很敏感,懸空的G很容易接受外部干擾使MOS導(dǎo)通,外部干擾信號(hào)對(duì)G-S結(jié)電容充電,這個(gè)微小的電荷可以儲(chǔ)存很長時(shí)間。在試驗(yàn)中G懸空很危險(xiǎn),很多就因?yàn)檫@樣爆管,G接個(gè)下拉電阻對(duì)地,旁路干擾信號(hào)就不會(huì)直通了,一般可以10~20K。


這個(gè)電阻稱為柵極電阻,作用1:為場效應(yīng)管提供偏置電壓;作用2:起到瀉放電阻的作用(保護(hù)柵極G~源極S)。作用2原理:保護(hù)柵極G~源極S:場效應(yīng)管的G-S極間的電阻值是很大的,這樣只要有少量的靜電就能使他的G-S極間的等效電容兩端產(chǎn)生很高的電壓,如果不及時(shí)把這些少量的靜電瀉放掉,他兩端的高壓就有可能使場效應(yīng)管產(chǎn)生誤動(dòng)作,甚至有可能擊穿其G-S極;這時(shí)柵極與源極之間加的電阻就能把上述的靜電瀉放掉,從而起到了保護(hù)場效應(yīng)管的作用。


mos管靜電擊穿分析

MOS管受到靜電擊穿是因?yàn)殪o電放電可以在MOS管的柵極和源/漏極之間產(chǎn)生足夠高的電場強(qiáng)度,導(dǎo)致氧化層內(nèi)的電子穿越氧化層,形成通道,從而引發(fā)漏電流。


MOS擊穿兩種類型:

反向擊穿(Reverse Bias Breakdown):當(dāng)在MOS管的柵極和源/漏極之間施加反向電壓時(shí),電場強(qiáng)度可能足夠大,使氧化層內(nèi)的電子能夠穿越氧化層,形成導(dǎo)通通道,導(dǎo)致漏電流增加。


通道擊穿(Channel Punchthrough):當(dāng)在MOS管的源和漏極之間施加足夠高的正向電壓時(shí),電場強(qiáng)度也可能足夠大,使氧化層內(nèi)的電子能夠穿越氧化層,連接源和漏極,短路了通道,導(dǎo)致漏電流增加。


防止MOS擊穿措施:

增加氧化層厚度:增加氧化層的厚度可以提高擊穿電壓,降低擊穿的風(fēng)險(xiǎn)。但這會(huì)導(dǎo)致設(shè)備性能的犧牲,因?yàn)楦竦难趸瘜訒?huì)減小柵極控制通道的效率。


使用防擊穿設(shè)計(jì):現(xiàn)代MOS器件通常使用防擊穿設(shè)計(jì),包括使用特殊的結(jié)構(gòu)和材料,以提高抗擊穿能力。


靜電保護(hù)器件:GS電阻(Gate-Source Resistor)可以用于保護(hù)MOS管免受靜電擊穿的影響。GS電阻將柵極與源極之間連接,通過限制柵極電壓上升速度來降低靜電放電的影響。這有助于減輕靜電擊穿風(fēng)險(xiǎn),但也可能會(huì)影響設(shè)備的性能。


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