MOS管小電流發(fā)熱原因及如何解決發(fā)熱問(wèn)題分析-MOS管損毀原因總結(jié)

什么是MOS管

MOS管小電流是什么？MOS管小電流發(fā)熱等問(wèn)題解析。MOS管全稱(chēng)金屬—氧化物—半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管或稱(chēng)金屬—絕緣體—半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，英文名metal oxide semiconductor，屬于場(chǎng)效應(yīng)管中的絕緣柵型，因此，MOS管有時(shí)候又稱(chēng)為絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。

MOS管構(gòu)造

MOS管這個(gè)器件有兩個(gè)電極，分別是漏極D和源極S，無(wú)論是圖一的N型還是圖二的P型都是一塊摻雜濃度較低的P型半導(dǎo)體硅襯底上，用半導(dǎo)體光刻、擴(kuò)散工藝制作兩個(gè)高摻雜濃度的N+/P+區(qū)，并用金屬鋁引出漏極D和源極S。然后在漏極和源極之間的N/P型半導(dǎo)體表面復(fù)蓋一層很薄的二氧化硅（Si02）絕緣層膜，在再這個(gè)絕緣層膜上裝上一個(gè)鋁電極，作為柵極G。這就構(gòu)成了一個(gè)N/P溝道（NPN型）增強(qiáng)型MOS管。

MOS管小電流發(fā)熱問(wèn)題分析

mos管，做電源設(shè)計(jì)，或者做驅(qū)動(dòng)方面的電路，難免要用到MOS管。MOS管有很多種類(lèi)，也有很多作用。做電源或者驅(qū)動(dòng)的使用，當(dāng)然就是用它的開(kāi)關(guān)作用。

無(wú)論N型或者P型MOS管，其工作原理本質(zhì)是一樣的。MOS管是由加在輸入端柵極的電壓來(lái)控制輸出端漏極的電流。MOS管是壓控器件它通過(guò)加在柵極上的電壓控制器件的特性，不會(huì)發(fā)生像三極管做開(kāi)關(guān)時(shí)的因基極電流引起的電荷存儲(chǔ)效應(yīng)，因此在開(kāi)關(guān)應(yīng)用中，MOS管的開(kāi)關(guān)速度應(yīng)該比三極管快。其主要原理如圖：

在開(kāi)關(guān)電源中常用MOS管的漏極開(kāi)路電路，如圖2漏極原封不動(dòng)地接負(fù)載，叫開(kāi)路漏極，開(kāi)路漏極電路中不管負(fù)載接多高的電壓，都能夠接通和關(guān)斷負(fù)載電流。是理想的模擬開(kāi)關(guān)器件。這就是MOS管做開(kāi)關(guān)器件的原理。當(dāng)然MOS管做開(kāi)關(guān)使用的電路形式比較多了。

NMOS管的開(kāi)路漏極電路

在開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用方面，這種應(yīng)用需要MOS管定期導(dǎo)通和關(guān)斷。比如，DC-DC電源中常用的基本降壓轉(zhuǎn)換器依賴(lài)兩個(gè)MOS管來(lái)執(zhí)行開(kāi)關(guān)功能，這些開(kāi)關(guān)交替在電感里存儲(chǔ)能量，然后把能量釋放給負(fù)載。我們常選擇數(shù)百kHz乃至1MHz以上的頻率，因?yàn)轭l率越高，磁性元件可以更小更輕。在正常工作期間，MOS管只相當(dāng)于一個(gè)導(dǎo)體。因此，我們電路或者電源設(shè)計(jì)人員最關(guān)心的是MOS的最小傳導(dǎo)損耗。

我們經(jīng)常看MOS管的PDF參數(shù)，MOS管制造商采用RDS（ON）參數(shù)來(lái)定義導(dǎo)通阻抗，對(duì)開(kāi)關(guān)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，RDS（ON）也是最重要的器件特性。數(shù)據(jù)手冊(cè)定義RDS（ON）與柵極（或驅(qū)動(dòng)）電壓VGS以及流經(jīng)開(kāi)關(guān)的電流有關(guān)，但對(duì)于充分的柵極驅(qū)動(dòng)，RDS（ON）是一個(gè)相對(duì)靜態(tài)參數(shù)。一直處于導(dǎo)通的MOS管很容易發(fā)熱。另外，慢慢升高的結(jié)溫也會(huì)導(dǎo)致RDS（ON）的增加。MOS管數(shù)據(jù)手冊(cè)規(guī)定了熱阻抗參數(shù)，其定義為MOS管封裝的半導(dǎo)體結(jié)散熱能力。RθJC的最簡(jiǎn)單的定義是結(jié)到管殼的熱阻抗。

MOS管小電流發(fā)熱的原因

MOS管小電流發(fā)熱原因總結(jié)如下：

1、電路設(shè)計(jì)的問(wèn)題，就是讓MOS管工作在線性的工作狀態(tài)，而不是在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。這也是導(dǎo)致MOS管發(fā)熱的一個(gè)原因。如果N-MOS做開(kāi)關(guān)，G級(jí)電壓要比電源高幾V，才能完全導(dǎo)通，P-MOS則相反。沒(méi)有完全打開(kāi)而壓降過(guò)大造成功率消耗，等效直流阻抗比較大，壓降增大，所以U*I也增大，損耗就意味著發(fā)熱。這是設(shè)計(jì)電路的最忌諱的錯(cuò)誤。

2、頻率太高，主要是有時(shí)過(guò)分追求體積，導(dǎo)致頻率提高，MOS管上的損耗增大了，所以發(fā)熱也加大了。

3、沒(méi)有做好足夠的散熱設(shè)計(jì)，電流太高，MOS管標(biāo)稱(chēng)的電流值，一般需要良好的散熱才能達(dá)到。所以ID小于最大電流，也可能發(fā)熱嚴(yán)重，需要足夠的輔助散熱片。

4、MOS管的選型有誤，對(duì)功率判斷有誤，MOS管內(nèi)阻沒(méi)有充分考慮，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)阻抗增大。

MOS管小電流發(fā)熱如何解決

1、做好MOS管的散熱設(shè)計(jì)，添加足夠多的輔助散熱片。

2、貼散熱膠。

MOS管損毀原因總結(jié)

1、在電源電壓方面

1）、過(guò)流-------持續(xù)大電流或瞬間超大電流引起的結(jié)溫過(guò)高而燒毀；

2）、過(guò)壓-------源漏過(guò)壓擊穿、源柵極過(guò)壓擊穿；

3）、靜電-------靜電擊穿。CMOS電路都怕靜電；

2、在MOS管電源電壓方面

1）、漏源電壓過(guò)大，MOS管燒壞?，F(xiàn)象：MOS管D、S兩端短路；

2）、漏源電流過(guò)大，MOS管燒壞。現(xiàn)象：MOS管D、S兩端短路；

3）、柵源電壓過(guò)大，MOS管燒壞。現(xiàn)象：MOS管G、D、S短路；

3、其他方面

1）、堵轉(zhuǎn)會(huì)使電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)升高，使電機(jī)電流大增過(guò)流保護(hù)太遲鈍；

2）、同時(shí)導(dǎo)通；

3）、功率過(guò)大；

4）、散熱不足；

5）、頻率太高；

6）、MOS管內(nèi)阻未充分考慮，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)阻抗增大；

4、會(huì)對(duì)MOS管造成的影響

1）、MOS管吸附灰塵，改變線路間的阻抗，影響MOS管的功能和壽命。

2）、因電場(chǎng)或電流破壞元件絕緣層和導(dǎo)體，使MOS管不能工作（完全破壞）。

3）、因瞬間的電場(chǎng)軟擊穿或電流產(chǎn)生過(guò)熱，使MOS管受傷，雖仍能工作，但是壽命受損。

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