Pag-analisar sa Kapakyasan sa MOSFET: Pagsabot, Paglikay, ug Solusyon

Pag-analisar sa Kapakyasan sa MOSFET: Pagsabot, Paglikay, ug Solusyon

Oras sa Pag-post: Dis-13-2024

Dali nga Overview:Ang mga MOSFET mahimong mapakyas tungod sa lainlaing mga kapit-os sa elektrikal, thermal, ug mekanikal. Ang pagsabut sa kini nga mga mode sa kapakyasan hinungdanon alang sa pagdesinyo sa kasaligan nga mga sistema sa elektroniko sa kuryente. Kining komprehensibong giya nagtuki sa kasagarang mga mekanismo sa kapakyasan ug mga estratehiya sa paglikay.

Average-ppm-para sa lain-laing-MOSFET-Failure-ModesKasagaran nga mga Mode sa Kapakyasan sa MOSFET ug Ang Ilang Mga Hinungdan

1. Mga Kapakyasan nga May Kalabutan sa Boltahe

  • Gate oxide pagkaguba
  • Pagkaguba sa avalanche
  • Punch-through
  • Static discharge kadaot

2. Mga Kapakyasan nga Nalambigit sa Thermal

  • Ikaduha nga pagkaguba
  • Thermal runaway
  • Pagtangtang sa pakete
  • Pagtangtang sa bond wire
Kapakyasan Mode Panguna nga mga Hinungdan Mga Tanda sa Pagpasidaan Mga Pamaagi sa Paglikay
Gate Oxide Pagkaguba Sobra nga VGS, ESD nga mga panghitabo Dugang nga leakage sa ganghaan Proteksyon sa boltahe sa ganghaan, mga lakang sa ESD
Thermal Runaway Sobra nga pagkawala sa kuryente Ang pagtaas sa temperatura, pagkunhod sa katulin sa pagbalhin Tukma nga thermal design, derating
Pagkaguba sa Avalanche Ang mga spike sa boltahe, wala’y pagkabutang nga inductive switch Drain-source short circuit Snubber circuits, boltahe clamps

Ang Lig-on nga Mga Solusyon sa MOSFET ni Winsok

Ang among pinakabag-o nga henerasyon sa mga MOSFET adunay mga advanced nga mekanismo sa pagpanalipod:

  • Gipauswag nga SOA (Safe Operating Area)
  • Gipauswag nga performance sa thermal
  • Gitukod nga proteksyon sa ESD
  • Mga disenyo nga gihatagan ug grado sa avalanche

Detalyadong Pagtuki sa mga Mekanismo sa Pagkapakyas

Gate Oxide Pagkaguba

Kritikal nga Parameter:

  • Kinatas-ang Gate-Source Voltage: ± 20V nga kasagaran
  • Gibag-on sa Gate Oxide: 50-100nm
  • Pagkaguba sa Field Kusog: ~10 MV/cm

Mga lakang sa paglikay:

  1. Ipatuman ang gate boltahe clamping
  2. Paggamit sa serye nga mga resistor sa ganghaan
  3. I-install ang mga diode sa TVS
  4. Tukma nga mga gawi sa layout sa PCB

Pagdumala sa Thermal ug Paglikay sa Kapakyasan

Uri sa Pakete Max Junction Temp Girekomenda nga Derating Pagpabugnaw nga Solusyon
SA-220 175°C 25% Heatsink + Fan
D2PAK 175°C 30% Dako nga Copper Area + Opsyonal nga Heatsink
SOT-23 150°C 40% PCB Copper Ibubo

Mahinungdanon nga Mga Tip sa Disenyo alang sa Kasaligan sa MOSFET

Layout sa PCB

  • Pagmenos sa gate loop area
  • Pagbulag sa gahum ug signal grounds
  • Gamita ang koneksyon sa tinubdan sa Kelvin
  • I-optimize ang pagbutang sa thermal vias

Pagpanalipod sa Circuit

  • Ipatuman ang mga soft-start nga mga sirkito
  • Gamita ang angay nga mga snubber
  • Idugang ang reverse boltahe nga proteksyon
  • Pag-monitor sa temperatura sa aparato

Mga Pamaagi sa Diagnostic ug Pagsulay

Basic MOSFET Testing Protocol

  1. Pagsulay sa Static Parameter
    • Gate threshold boltahe (VGS(th))
    • Drain-source on-resistance (RDS(on))
    • Gate leakage current (IGSS)
  2. Dinamikong Pagsulay
    • Mga oras sa pagbalhin (tonelada, toff)
    • Mga kinaiya sa bayad sa ganghaan
    • Kapasidad sa output

Mga Serbisyo sa Pagpauswag sa Pagkakasaligan ni Winsok

  • Komprehensibo nga pagrepaso sa aplikasyon
  • Thermal analysis ug optimization
  • Pagsulay sa kasaligan ug pag-validate
  • Suporta sa laboratoryo sa pagtuki sa kapakyasan

Mga Istadistika sa Kasaligan ug Kinabuhi nga Pagtuki

Pangunang Sukatan sa Pagkakasaligan

FIT Rate (Mga Kapakyasan sa Panahon)

Gidaghanon sa mga kapakyasan matag bilyon nga oras sa aparato

0.1 – 10 FIT

Base sa pinakabag-o nga serye sa MOSFET sa Winsok ubos sa nominal nga kondisyon

MTTF (Mean Time To Failure)

Gilauman nga tibuok kinabuhi ubos sa piho nga mga kondisyon

>10^6 ka oras

Sa TJ = 125 ° C, nominal nga boltahe

Kinabuhi Rate

Porsiyento sa mga device nga nabuhi lapas sa panahon sa warranty

99.9%

Sa 5 ka tuig nga padayon nga operasyon

Kinabuhi nga Derating Factors

Operating Kondisyon Derating Factor Epekto sa Kinabuhi
Temperatura (matag 10°C labaw sa 25°C) 0.5x 50% nga pagkunhod
Stress sa Boltahe (95% sa max nga rating) 0.7x 30% nga pagkunhod
Kadaghanon sa Pagbalhin (2x nominal) 0.8x 20% nga pagkunhod
Humidity (85% RH) 0.9x 10% nga pagkunhod

Kinabuhi nga Probability Distribution

hulagway (1)

Ang pag-apod-apod sa Weibull sa tibuok kinabuhi nga MOSFET nga nagpakita sa sayo nga mga kapakyasan, random nga mga kapakyasan, ug panahon sa pagkaguba

Mga Hinungdan sa Stress sa Kalikopan

Temperatura nga Pagbisikleta

85%

Epekto sa tibuok kinabuhi nga pagkunhod

Power Cycling

70%

Epekto sa tibuok kinabuhi nga pagkunhod

Mekanikal nga Stress

45%

Epekto sa tibuok kinabuhi nga pagkunhod

Gipaspasan nga mga Resulta sa Pagsulay sa Kinabuhi

Uri sa Pagsulay Mga kahimtang Gidugayon Rate sa Kapakyasan
HTOL (Taas nga Temperatura nga Operating Kinabuhi) 150°C, Max VDS 1000 ka oras < 0.1%
THB (Temperature Humidity Bias) 85°C/85% RH 1000 ka oras < 0.2%
TC (Temperature Cycling) -55°C hangtod sa +150°C 1000 ka siklo < 0.3%

Ang Programa sa Pagsiguro sa Kalidad ni Winsok

2

Mga Pagsulay sa Pagsusi

  • 100% nga pagsulay sa produksiyon
  • Pag-verify sa parameter
  • Dynamic nga mga kinaiya
  • Biswal nga inspeksyon

Mga Pagsulay sa Kwalipikasyon

  • Pagsusi sa stress sa kinaiyahan
  • Pagpamatuod sa kasaligan
  • Pagsulay sa integridad sa package
  • Dugay-dugay nga kasaligan nga pag-monitor