MOS管是如何燒壞的

　　MOS在控制器電路中的工作狀態(tài)：開通過程（由截止到導(dǎo)通的過渡過程）、導(dǎo)通狀態(tài)、關(guān)斷過程（由導(dǎo)通到截止的過渡過程）、截止?fàn)顟B(tài)。 MOS 主要損耗也對應(yīng)這幾個狀態(tài)，開關(guān)損耗（開通過程和關(guān)斷過程），導(dǎo)通損耗，截止損耗（漏電流引起的，這個忽略不計），還有雪崩能量損耗。只要把這些損耗控制在 mos 承受規(guī)格之內(nèi)，mos 即會正常工作，超出承受范圍，即發(fā)生損壞。而開關(guān)損耗往往大于導(dǎo)通狀態(tài)損耗，不同 mos 這個差距可能很大。 MOS損壞主要原因：過流 ---------- 持續(xù)大電流或瞬間超大電流引起的結(jié)溫過高而燒毀；過壓 ---------- 源漏過壓擊穿、源柵極過壓擊穿；靜電 ---------- 靜電擊穿，CMOS 電路都怕靜電； Mos 開關(guān)原理（簡要）：Mos 是電壓驅(qū)動型器件，只要柵極和源級間給一個適當(dāng)電壓，源級和漏級間通路就形成。這個電流通路的電阻被成為 mos 內(nèi)阻，就是導(dǎo)通電阻。這個內(nèi)阻大小基本決定了 mos 芯片能承受的最大導(dǎo)通電流（當(dāng)然和其它因素有關(guān)，最有關(guān)的是熱阻），內(nèi)阻越小承受電流越大（因為發(fā)熱?。?。 Mos 問題遠(yuǎn)沒這么簡單，麻煩在它的柵極和源級間，源級和漏級間，柵極和漏級間內(nèi)部都有等效電容。所以給柵極電壓的過程就是給電容充電的過程（電容電壓不能突變），所以 mos 源級和漏級間由截止到導(dǎo)通的開通過程受柵極電容的充電過程制約。然而，這三個等效電容是構(gòu)成串并聯(lián)組合關(guān)系，它們相互影響，并不是獨立的，如果獨立的就很簡單了。其中一個關(guān)鍵電容就是柵極和漏級間的電容 Cgd，這個電容業(yè)界稱為米勒電容。這個電容不是恒定的，隨柵極和漏級間電壓變化而迅速變化。這個米勒電容是柵極和源級電容充電的絆腳石，因為柵極給柵 - 源電容 Cgs 充電達(dá)到一個平臺后，柵極的充電電流必須給米勒電容 Cgd 充電。這時柵極和源級間電壓不再升高，達(dá)到一個平臺，這個是米勒平臺（米勒平臺就是給 Cgd 充電的過程），米勒平臺大家首先想到的麻煩就是米勒振蕩。（即，柵極先給 Cgs 充電，到達(dá)一定平臺后再給 Cgd 充電）。因為這個時候源級和漏級間電壓迅速變化，內(nèi)部電容相應(yīng)迅速充放電，這些電流脈沖會導(dǎo)致 mos 寄生電感產(chǎn)生很大感抗。這里面就有電容、電感、電阻組成震蕩電路（能形成 2 個回路），并且電流脈沖越強頻率越高震蕩幅度越大，所以最關(guān)鍵的問題就是這個米勒平臺如何過渡。 Gs 極加電容，減慢 mos 管導(dǎo)通時間，有助于減小米勒振蕩。防止 mos 管燒毀。過快的充電會導(dǎo)致激烈的米勒震蕩，但過慢的充電雖減小了震蕩，但會延長開關(guān)從而增加開關(guān)損耗。Mos 開通過程源級和漏級間等效電阻相當(dāng)于從無窮大電阻到阻值很小的導(dǎo)通內(nèi)阻（導(dǎo)通內(nèi)阻一般低壓 mos 只有幾毫歐姆）的一個轉(zhuǎn)變過程。比如一個 mos 最大電流 100a，電池電壓 96v，在開通過程中，有那么一瞬間（剛進(jìn)入米勒平臺時）mos 發(fā)熱功率是 P=V*I（此時電流已達(dá)最大，負(fù)載尚未跑起來，所有的功率都降落在 MOS 管上），P=96*100=9600w！這時它發(fā)熱功率最大，然后發(fā)熱功率迅速降低直到完全導(dǎo)通時功率變成 100*100*0.003=30w（這里假設(shè)這個 mos 導(dǎo)通內(nèi)阻 3 毫歐姆），開關(guān)過程中這個發(fā)熱功率變化是驚人的。如果開通時間慢，意味著發(fā)熱從 9600w 到 30w 過渡的慢，MOS 結(jié)溫會升高的厲害。所以開關(guān)越慢，結(jié)溫越高，容易燒 mos。為了不燒 mos，只能降低 mos 限流或者降低電池電壓。比如給它限制 50a 或電壓降低一半成 48v，這樣開關(guān)發(fā)熱損耗也降低了一半，不燒管子了。這也是高壓控容易燒管子原因，高壓控制器和低壓的只有開關(guān)損耗不一樣（開關(guān)損耗和電池端電壓基本成正比，假設(shè)限流一樣），導(dǎo)通損耗完全受 mos 內(nèi)阻決定，和電池電壓沒任何關(guān)系。其實整個 mos 開通過程非常復(fù)雜。里面變量太多。總之就是開關(guān)慢不容易米勒震蕩，但開關(guān)損耗大，管子發(fā)熱大，開關(guān)速度快理論上開關(guān)損耗低（只要能有效抑制米勒震蕩）。但是往往米勒震蕩很厲害（如果米勒震蕩很嚴(yán)重，可能在米勒平臺就燒管子了），反而開關(guān)損耗也大，并且上臂 mos 震蕩更有可能引起下臂 mos 誤導(dǎo)通，形成上下臂短路。所以這個很考驗設(shè)計師的驅(qū)動電路布線和主回路布線技能。最終就是找個平衡點（一般開通過程不超過 1us）。開通損耗這個最簡單，只和導(dǎo)通電阻成正比，想大電流低損耗找內(nèi)阻低的。