保护措施 | 具体方法 |
防止静电击穿 |
功率MOSFET的最大特点是有极高的输入阻抗,在静电较强的场合难以泄放电荷,容易引起两种形式的静电击穿:一是电压型,即栅极的薄氧化层发生击穿形成针孔,使栅极和源极间短路,或者使栅极和漏极间短路;二是功率型,即金属化薄膜铝条被熔断,造成栅极开路或者是源极开路。防止静电击穿应注意: 1、在测试和接入电路之前,器件应存放在静电包装袋、导电材料或金属容器中,不能放在塑料盒或塑料袋中;取用时,应拿管壳部分而不是引线部分,工作人员需通过腕带良好接地; 2、将器件接入电路时,工作台和烙铁都必须良好接地,焊接时烙铁应断电; 3、在测试器件时,测量仪器和工作台都必须良好接地;器件的3个电极未全部接入测试仪器或电路前,不要施加电压;改换测试范围时,电压和电流都必须恢复到零; 4注意栅极电压不要过限。 |
防止偶然性振荡损坏器件 | 功率MOSFET与测试仪器、接插盒等的输入电容、输入电阻匹配不当时,可能出现偶然性振荡,造成器件损坏;因此,在用图示仪等仪器测试时,在器件的栅极端子处外接10КΩ串联电阻,也可在栅源极之间外接大约0.5uF的电容器 |
防止过电压 |
1、栅源间的过电压保护,如果栅源间的阻抗过高,则漏源间电压的突变会通过极间电容耦合到栅极,而产生相当高的电压Vgs过冲,这一电压会引起栅极氧化层永久性损坏,如果是正方向的Vgs瞬态电压,还会导致器件的误导通;为此要适当降低栅极驱动电路的阻抗,在栅源之间并接阻尼电阻,或并接约20V的稳压管,特别是要防止樱极开路工作; 2、漏源间的过电压防护,如果电路中有电感性负载,则当器件关断时,漏极电流突变会产生比电源电压还高得多的漏极电压过冲,导致器件的损坏;应采取稳压管箝位、二极管箝位或者RC抑制电路等保护措施 |
防止过电流 | 若干负载的接入或切除,均可能产生很高的冲击电流,以致Idm超过极限值,此时必须用电流传感器和控制电路使器件回路迅速断开;在脉冲应用中不仅保证峰值电流Ipk不超过最大额定值Idm,而且还要保证其有效值电流Ipk也不超过。 |
消除寄生晶体管和二极管的影响 | 由于功率MOSEFT内部构成寄生晶体管和二极管,通常,若短接,该寄生晶体管的基极和发射极就会造成二次击穿;另外,寄生二极管的恢复时间为150ns,而耐压为450V时,恢复时间为500-1000ns;因此,在桥式开关电路中,功率MOSFET应外接快速恢复的并联二极管,以免发生桥臂直通短路故障 |
过热保护 |
结温过高会使功率MOSFET损坏,因此必须安装在散热器上,使在最大耗散功率和环境温度最坏情况下,结温低于额定值; 解决过热保护的方法:一是安装一个足够大的散热器,使其散热能力足以在总功耗一定的情况下,使结温限制在150℃之内;二是检测结温,如果结温高于某个值,就应采取关断措施 |