MOS管被静电击穿的原因分析

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑MOS管被静电击穿的原因分析 其实MOS管一个ESD敏感器件,它本身的输入电阻很高，而栅-源极间电容又特别小，所以极易受外界电磁场或静电的感应而带电,又因在静电较强的场合难于泄放电荷，简单引起静电击穿。静电击穿有两种方式；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。现在的mos管没有那么简单被击穿，尤其是是大功率的vmos,主要是不少都有二极管爱护。vmos栅极电容大，感应不出高压。若是碰上3DO型的mos管冬天不带防静电环试试，基本上摸一个挂一个

2、。与干燥的北方不同，南方潮湿不易产生静电。还有就是现在大多数CMOS器件内部已经增加了IO口爱护。但用手直接接触CMOS器件管脚不是好习惯。至少使管脚可焊性变差。 静电放电形成的是短时大电流，放电脉冲的时间常数远小于器件散热的时间常数。因此，当静电放电电流通过面积很小的pn结或肖特基结时，将产生很大的瞬间功率密度，形成局部过热，有可能使局部结温达到甚至超过材料的本征温度(如硅的熔点1415)，使结区局部或多处熔化导致pn结短路，器件彻底失效。这种失效的发生与否，主要取决于器件内部区域的功率密度，功率密度越小，说明器件越不易受到损伤。 反偏pn结比正偏pn结更简单发生热致失效，在反偏条件下使结损

3、坏所需要的能量只有正偏条件下的非常之一左右。这是由于反偏时，大部分功率消耗在结区中心，而正偏时，则多消耗在结区外的体电阻上。对于双极器件，通常放射结的面积比其它结的面积都小，而且结面也比其它结更靠近表面，所以经常观看到的是放射结的退化。此外，击穿电压高于100V或漏电流小于1nA的pn结(如JFET的栅结)，比类似尺寸的常规pn结对静电放电更加敏感。 全部的东西是相对的，不是肯定的，MOS管只是相对其它的器件要敏感些，ESD有一个很大的特点就是随机性，并不是没有遇到MOS管都能够把它击穿。另外，就算是产生ESD，也不肯定会把管子击穿。静电的基本物理特征为：(1)有吸引或排斥的力气;(2)有电场

4、存在，与大地有电位差;(3)会产生放电电流。这三种情形即ESD一般会对电子元件造成以下三种情形的影响：(1)元件吸附灰尘，转变线路间的阻抗，影响元件的功能和寿命;(2)因电场或电流破坏元件绝缘层和导体，使元件不能工作(完全破坏);(3)因瞬间的电场软击穿或电流产生过热，使元件受伤，虽然仍能工作，但是寿命受损。所以ESD对MOS管的损坏可能是一，三两种状况，并不肯定每次都是其次种状况。上述这三种状况中，假如元件完全破坏，必能在生产及品质测试中被察觉而排解，影响较少。假如元件稍微受损，在正常测试中不易被发觉，在这种情形下，常会因经过多次加工，甚至已在使用时，才被发觉破坏，不但检查不易，而且损失亦难

5、以猜测。静电对电子元件产生的危害不亚于严峻火灾和爆炸事故的损失。 电子元件及产品在什么状况下会患病静电破坏?可以这么说：电子产品从生产到使用的全过程都患病静电破坏的威逼。从器件制造到插件装焊、整机装联、包装运输直至产品应用，都在静电的威逼之下。在整个电子产品生产过程中，每一个阶段中的每一个小步骤，静电敏感元件都可能患病静电的影响或受到破坏，而实际上最主要而又简单疏忽的一点却是在元件的传送与运输的过程。在这个过程中，运输因移动简单暴露在外界电场(如经过高压设备四周、工人移动频繁、车辆快速移动等)产生静电而受到破坏，所以传送与运输过程需要特殊留意，以削减损失，避开无所谓的纠纷。防护的话加齐纳稳压管

6、爱护。 现在的mos管没有那么简单被击穿，尤其是是大功率的vmos,主要是不少都有二极管爱护。vmos栅极电容大，感应不出高压。与干燥的北方不同，南方潮湿不易产生静电。还有就是现在大多数CMOS器件内部已经增加了IO口爱护。但用手直接接触CMOS器件管脚不是好习惯。至少使管脚可焊性变差。 MOS管被击穿的缘由及解决方案 第一、MOS管本身的输入电阻很高，而栅源极间电容又特别小，所以极易受外界电磁场或静电的感应而带电，而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压 (U=Q/C)，将管子损坏。虽然MOS输入端有抗静电的爱护措施，但仍需当心对待，在存储和运输中最好用金属容器或者导电材料包装，不要放在易

7、产生静电高压的化工材料或化纤织物中。组装、调试时，工具、仪表、工作台等均应良好接地。要防止操作人员的静电干扰造成的损坏，如不宜穿尼龙、化纤衣服，手或工具在接触集成块前最好先接一下地。对器件引线矫直弯曲或人工焊接时，使用的设备必需良好接地。 其次、MOS电路输入端的爱护二极管，其通时电流容限一般为1mA，在可能消失过大瞬态输入电流(超过10mA)时，应串接输入爱护电阻。因此应用时可选择一个内部有爱护电阻的MOS管应。还有 由于爱护电路汲取的瞬间能量有限，太大的瞬间信号和过高的静电电压将使爱护电路失去作用。所以焊接时电烙铁必需牢靠接地，以防漏电击穿器件输入端，一般使用时，可断电后利用电烙铁的余热进行焊接，并先焊其接地管脚。 MOS是电压驱动元件，对电压很敏感，悬空的G很简单接受外部干扰使MOS导通，外部干扰信号对G-S结电容充电，这个微小的电荷可以储存很长时间。在试验中G悬空很危急，许多就由于这样爆管，G接个下拉电阻对地，旁路干扰信号就不会直通了，一般可以1020K。这个电阻称为栅极电阻，作用1：为场效应管供应偏置电压;作用2：起到泻放电阻的作用(爱护栅极G源极S)。第一个作用好理解，这里解释一下其次个作用的原理：爱护栅极G源极S：场效应管的G-S极间的电阻值是很大的，这样只要有少量的静电就能使他的