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MOS管选型复盘手记
资料介绍
MOS管选型实操复盘手记 一、现象描述 前一阵子，我们一款给工业客户做的 48V 输出电源模块，在批量小试阶段出现了零星烧机的投诉。退回的板子上，主功率开关管的源极和漏极之间有明显击穿痕迹，封装顶部开裂，周边PCB有轻微碳化。起初大家都怀疑是散热不良，毕竟这块板的功率密度压得比较紧。但我把坏的管子取下来量了一遍，发现并不是单纯过温烧毁那么简单。 烧掉的管子型号是我们一直沿用的某品牌 100V N-MOS，导通电阻 标称 18mΩ，最大连续漏极电流 标称 62A。从数据上看这颗管子应付我们这 3kW 的功率等级应该绰绰有余，所以一开始谁也没往选型上想。真正引起我注意的是，同一批退回的板子损坏位置并不完全一样，有的击穿在体内，有的在栅极氧化层附近出现小坑，这说明失效机理可能不是单一的。 我把现象归类记录了下来：大约有六成是源漏击穿，两成是栅极损坏，剩下两成是封装热疲劳开裂。这个分布比例让我意识到，如果只是散热问题，应该以封装热疲劳为主，而不该出现这么多栅极损伤。于是我决定不急着下结论，先把手头能测的数据都测一遍再说。 二、数据采集 首先我做的是常温下的导通电阻和开关波形测试。用数字示波器抓栅极驱动电压 和漏极电流 的波形，发现关断瞬间存在明显的电压尖峰，幅值一度冲到接近 85V，虽然没到管子 100V 的绝对极限，但也已经相当接近了。再仔细看，这个尖峰带有明显的振铃，周期约 40ns，应该是寄生电感和栅极电容谐振出来的。 接着我测了栅极驱动回路的实际阻抗。我们用的是 10Ω 的栅极电阻，驱动芯片峰值电流有限，在开关频率 100kHz 下，栅极电压的上升和下降沿都比较平缓。但问题在于，由于栅极走线较长，线路电感偏大，关断时 出现过冲，甚至短时反跳为负值，这很容易导致半桥的直通风险。
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