MOS管损坏(huai)是(shi)什么原(yuan)因 开(kai)关耗损详(xiang)细(xi)原(yuan)因
信息来源：本站 日(ri)期(qi)：2017-07-06
mos在控制器电路中的工作状态：开经过程（由截止到导通的过渡过程）、导通状态、关断过程（由导通到截止的过渡过程）、截止状态。Mos主要损耗也对应这几个状态，开关损耗（开经过程和关断过程），导通损耗，截止损耗（漏电流惹起的，这个忽略不计），还有雪崩能量损耗。只需把这些损耗控制在mos承受规格之内，mos即会正常工作，超出承受范围，即发作损坏。
而开关损耗常常大于导通状态损耗（不同mos这个差距可能很大)。
Mos损坏主要缘由： 过流----------持续大电流或瞬间超大电流惹起的结温过高而烧毁；
过压----------源漏过压击穿、源栅极过压击穿；静电----------静电击穿。CMOS电路都怕静电； Mos开关(guan)原(yuan)理（扼要）。Mos是电压驱动型器件，只需栅极和源级间给一个恰当电压，源级和漏级间通路就构成。这个电流通路的电阻被成为mos内阻，就是导通电阻
Mos问题远没这么简单，省事在它的栅极和源级间，源级和漏级间，栅极和漏级间MOS管(guan)三个极内部都有等(deng)效电容(rong)(rong)。所以给(ji)栅极电压(ya)(ya)的(de)(de)过程(cheng)就是给(ji)电容(rong)(rong)充电的(de)(de)过程(cheng)（电容(rong)(rong)电压(ya)(ya)不能(neng)突变(bian)），所以mos源级(ji)和漏级(ji)间由截止到导通的(de)(de)开经过程(cheng)受栅极电容(rong)(rong)的(de)(de)充电过程(cheng)限(xian)制。
但是(shi)(shi)，这(zhei)(zhei)三个(ge)(ge)(ge)等效电(dian)(dian)(dian)容是(shi)(shi)构(gou)成串并联组(zu)合(he)关系，它们相(xiang)互影响(xiang)，并不(bu)(bu)是(shi)(shi)独(du)立的(de)(de)，假设独(du)立的(de)(de)就(jiu)很简单了。其中(zhong)一个(ge)(ge)(ge)关键电(dian)(dian)(dian)容就(jiu)是(shi)(shi)栅(zha)(zha)极(ji)(ji)和(he)漏级(ji)间(jian)的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)容Cgd，这(zhei)(zhei)个(ge)(ge)(ge)电(dian)(dian)(dian)容业界称为米(mi)勒(le)(le)电(dian)(dian)(dian)容。这(zhei)(zhei)个(ge)(ge)(ge)电(dian)(dian)(dian)容不(bu)(bu)是(shi)(shi)恒定的(de)(de)，随栅(zha)(zha)极(ji)(ji)和(he)漏级(ji)间(jian)电(dian)(dian)(dian)压变化而疾速变化。这(zhei)(zhei)个(ge)(ge)(ge)米(mi)勒(le)(le)电(dian)(dian)(dian)容是(shi)(shi)栅(zha)(zha)极(ji)(ji)和(he)源级(ji)电(dian)(dian)(dian)容充(chong)电(dian)(dian)(dian)的(de)(de)绊脚(jiao)石，由(you)于栅(zha)(zha)极(ji)(ji)给栅(zha)(zha)-源电(dian)(dian)(dian)容Cgs充(chong)电(dian)(dian)(dian)抵(di)达(da)一个(ge)(ge)(ge)平(ping)(ping)台后，栅(zha)(zha)极(ji)(ji)的(de)(de)充(chong)电(dian)(dian)(dian)电(dian)(dian)(dian)流(liu)必需给米(mi)勒(le)(le)电(dian)(dian)(dian)容Cgd充(chong)电(dian)(dian)(dian)，这(zhei)(zhei)时(shi)栅(zha)(zha)极(ji)(ji)和(he)源级(ji)间(jian)电(dian)(dian)(dian)压不(bu)(bu)再升(sheng)高，抵(di)达(da)一个(ge)(ge)(ge)平(ping)(ping)台，这(zhei)(zhei)个(ge)(ge)(ge)是(shi)(shi)米(mi)勒(le)(le)平(ping)(ping)台（米(mi)勒(le)(le)平(ping)(ping)台就(jiu)是(shi)(shi)给Cgd充(chong)电(dian)(dian)(dian)的(de)(de)过程），米(mi)勒(le)(le)平(ping)(ping)台大(da)(da)家首(shou)先想到的(de)(de)省事(shi)就(jiu)是(shi)(shi)米(mi)勒(le)(le)振荡。（即(ji)，栅(zha)(zha)极(ji)(ji)先给Cgs充(chong)电(dian)(dian)(dian)，抵(di)达(da)一定平(ping)(ping)台后再给Cgd充(chong)电(dian)(dian)(dian)）由(you)于这(zhei)(zhei)个(ge)(ge)(ge)时(shi)分源级(ji)和(he)漏级(ji)间(jian)电(dian)(dian)(dian)压疾速变化，内部电(dian)(dian)(dian)容相(xiang)应(ying)疾速充(chong)放电(dian)(dian)(dian)，这(zhei)(zhei)些(xie)电(dian)(dian)(dian)流(liu)脉冲(chong)会(hui)招致(zhi)mos寄生(sheng)电(dian)(dian)(dian)感产生(sheng)很大(da)(da)感抗，这(zhei)(zhei)里面就(jiu)有(you)电(dian)(dian)(dian)容，电(dian)(dian)(dian)感，电(dian)(dian)(dian)阻组(zu)成震荡电(dian)(dian)(dian)路（能(neng)构(gou)成2个(ge)(ge)(ge)回路），并且电(dian)(dian)(dian)流(liu)脉冲(chong)越强频(pin)率(lv)越高震荡幅(fu)度越大(da)(da)。所(suo)以最(zui)关键的(de)(de)问题(ti)就(jiu)是(shi)(shi)这(zhei)(zhei)个(ge)(ge)(ge)米(mi)勒(le)(le)平(ping)(ping)台如(ru)何过渡。
Gs极加(jia)电(dian)(dian)容，减慢(man)mos管导(dao)通时(shi)间(jian)(jian)，有(you)助于减小米(mi)(mi)勒(le)振(zhen)荡(dang)(dang)。防止mos管烧毁。过快的(de)(de)(de)充电(dian)(dian)会招致(zhi)猛烈的(de)(de)(de)米(mi)(mi)勒(le)震荡(dang)(dang)，但过慢(man)的(de)(de)(de)充电(dian)(dian)虽减小了震荡(dang)(dang)，但会延长(zhang)开(kai)关(guan)从(cong)而增(zeng)加(jia)开(kai)关(guan)损耗(hao)。Mos开(kai)经过程(cheng)源级和漏级间(jian)(jian)等(deng)效电(dian)(dian)阻(zu)相当于从(cong)无量大(da)(da)电(dian)(dian)阻(zu)到(dao)阻(zu)值(zhi)很小的(de)(de)(de)导(dao)通内阻(zu)（导(dao)通内阻(zu)普(pu)通低压mos只需(xu)几毫(hao)欧姆）的(de)(de)(de)一(yi)(yi)个转变(bian)过程(cheng)。比如一(yi)(yi)个mos最大(da)(da)电(dian)(dian)流100a，电(dian)(dian)池电(dian)(dian)压96v，在(zai)开(kai)经过程(cheng)中，有(you)那么一(yi)(yi)瞬间(jian)(jian)（刚(gang)进入米(mi)(mi)勒(le)平台时(shi)）mos发(fa)热(re)(re)功(gong)率是P=V*I(此时(shi)电(dian)(dian)流已达最大(da)(da)，负载尚未跑起来(lai)，一(yi)(yi)切的(de)(de)(de)功(gong)率都降落在(zai)MOS管上)，P=96*100=9600w！这时(shi)它发(fa)热(re)(re)功(gong)率最大(da)(da)，然后发(fa)热(re)(re)功(gong)率疾(ji)速降低直到(dao)完好导(dao)通时(shi)功(gong)率变(bian)成100*100*0.003=30w（这里(li)假定这个mos导(dao)通内阻(zu)3毫(hao)欧姆）。开(kai)关(guan)过程(cheng)中这个发(fa)热(re)(re)功(gong)率变(bian)化是惊人的(de)(de)(de)。
假设开(kai)(kai)(kai)(kai)通时间慢(man)(man)，意味着(zhe)发热(re)从(cong)9600w到30w过渡的慢(man)(man)，mos结(jie)温(wen)会升(sheng)高的凶(xiong)猛。所以开(kai)(kai)(kai)(kai)关越(yue)慢(man)(man)，结(jie)温(wen)越(yue)高，容(rong)易烧(shao)mos。为(wei)了(le)不烧(shao)mos，只(zhi)能(neng)(neng)降(jiang)低(di)mos限(xian)流或(huo)者降(jiang)低(di)电池(chi)电压，比如给(ji)它(ta)限(xian)制50a或(huo)电压降(jiang)低(di)一半成(cheng)48v，这样开(kai)(kai)(kai)(kai)关发热(re)损(sun)耗(hao)也降(jiang)低(di)了(le)一半。不烧(shao)管(guan)子了(le)。这也是(shi)高压控(kong)(kong)容(rong)易烧(shao)管(guan)子缘由(you)，高压控(kong)(kong)制器和(he)(he)低(di)压的只(zhi)需(xu)(xu)开(kai)(kai)(kai)(kai)关损(sun)耗(hao)不一样（开(kai)(kai)(kai)(kai)关损(sun)耗(hao)和(he)(he)电池(chi)端电压基(ji)本成(cheng)正比，假定限(xian)流一样），导通损(sun)耗(hao)完(wan)好受mos内阻决议(yi)，和(he)(he)电池(chi)电压没任何关系。其实整个mos开(kai)(kai)(kai)(kai)经(jing)过程非常(chang)(chang)复杂。里面变量太多。总之就(jiu)是(shi)开(kai)(kai)(kai)(kai)关慢(man)(man)不容(rong)易米勒(le)震(zhen)荡(dang)，但(dan)开(kai)(kai)(kai)(kai)关损(sun)耗(hao)大，管(guan)子发热(re)大，开(kai)(kai)(kai)(kai)关速(su)度快理论上(shang)开(kai)(kai)(kai)(kai)关损(sun)耗(hao)低(di)（只(zhi)需(xu)(xu)能(neng)(neng)有效抑止(zhi)米勒(le)震(zhen)荡(dang)），但(dan)是(shi)常(chang)(chang)常(chang)(chang)米勒(le)震(zhen)荡(dang)很凶(xiong)猛（假设米勒(le)震(zhen)荡(dang)很严重，可能(neng)(neng)在米勒(le)平(ping)台就(jiu)烧(shao)管(guan)子了(le)），反而(er)开(kai)(kai)(kai)(kai)关损(sun)耗(hao)也大，并(bing)且上(shang)臂(bei)mos震(zhen)荡(dang)更有可能(neng)(neng)惹起下(xia)臂(bei)mos误(wu)导通，构(gou)成(cheng)上(shang)下(xia)臂(bei)短路。所以这个很考验设计(ji)师的驱(qu)动电路布(bu)线和(he)(he)主回路布(bu)线技艺(yi)。最终就(jiu)是(shi)找个平(ping)衡(heng)点（普通开(kai)(kai)(kai)(kai)经(jing)过程不超(chao)越(yue)1us）。
开通(tong)损(sun)耗(hao)这(zhei)(zhei)个(ge)最简单，只和导通(tong)电(dian)(dian)阻成正(zheng)比，想大电(dian)(dian)流(liu)(liu)低损(sun)耗(hao)找(zhao)内(nei)阻低的(de)。下面(mian)引见下对(dui)普(pu)通(tong)用户适用点(dian)的(de)。 Mos选择(ze)的(de)重要参数扼要说(shuo)明。以datasheet举(ju)例说(shuo)明。 栅极(ji)电(dian)(dian)荷(he)。Qgs， Qgd Qgs:指的(de)是栅极(ji)从0v充电(dian)(dian)到对(dui)应(ying)电(dian)(dian)流(liu)(liu)米(mi)勒(le)平(ping)台(tai)时总(zong)充入电(dian)(dian)荷(he)（理论电(dian)(dian)流(liu)(liu)不(bu)同(tong)，这(zhei)(zhei)个(ge)平(ping)台(tai)高度(du)不(bu)同(tong)，电(dian)(dian)流(liu)(liu)越(yue)大，平(ping)台(tai)越(yue)高，这(zhei)(zhei)个(ge)值越(yue)大）。这(zhei)(zhei)个(ge)阶段(duan)是给(ji)Cgs充电(dian)(dian)（也相当于Ciss，输入电(dian)(dian)容）。 Qgd:指的(de)是整个(ge)米(mi)勒(le)平(ping)台(tai)的(de)总(zong)充电(dian)(dian)电(dian)(dian)荷(he)（在这(zhei)(zhei)称为米(mi)勒(le)电(dian)(dian)荷(he)）。这(zhei)(zhei)个(ge)过(guo)程给(ji)Cgd（Crss，这(zhei)(zhei)个(ge)电(dian)(dian)容随着gd电(dian)(dian)压不(bu)同(tong)疾速变化）充电(dian)(dian)。
开(kai)关(guan)过(guo)冲中，mos主要(yao)发(fa)热(re)区间是(shi)(shi)(shi)粗红色(se)标(biao)注的阶段。从Vgs开(kai)端超(chao)越阈值(zhi)(zhi)电压(ya)，到米(mi)勒(le)(le)平(ping)台(tai)(tai)终了是(shi)(shi)(shi)主要(yao)发(fa)热(re)区间。其(qi)中米(mi)勒(le)(le)平(ping)台(tai)(tai)终了后mos基(ji)本(ben)(ben)完好翻开(kai)这(zhei)时(shi)损(sun)(sun)耗(hao)(hao)(hao)(hao)是(shi)(shi)(shi)基(ji)本(ben)(ben)导(dao)通(tong)损(sun)(sun)耗(hao)(hao)(hao)(hao)（mos内(nei)阻越低(di)(di)(di)损(sun)(sun)耗(hao)(hao)(hao)(hao)越低(di)(di)(di)）。阈值(zhi)(zhi)电压(ya)前，mos没(mei)有翻开(kai)，几乎没(mei)损(sun)(sun)耗(hao)(hao)(hao)(hao)（只需漏电流惹起的一(yi)点(dian)损(sun)(sun)耗(hao)(hao)(hao)(hao)）。其(qi)中又以(yi)红色(se)拐弯中央损(sun)(sun)耗(hao)(hao)(hao)(hao)最(zui)大（Qgs充电将近终了，快到米(mi)勒(le)(le)平(ping)台(tai)(tai)和(he)刚进入(ru)米(mi)勒(le)(le)平(ping)台(tai)(tai)这(zhei)个过(guo)程发(fa)热(re)功率最(zui)大（更粗线表示）。 所以(yi)一(yi)定充电电流下，红色(se)标(biao)注区间总(zong)电荷(he)小(xiao)的管子(zi)会很快渡过(guo)，这(zhei)样发(fa)热(re)区间时(shi)间就(jiu)短(duan)，总(zong)发(fa)热(re)量(liang)就(jiu)低(di)(di)(di)。所以(yi)理(li)论上选择Qgs和(he)Qgd小(xiao)的mos管能快速渡过(guo)开(kai)关(guan)区。导(dao)通(tong)内(nei)阻。Rds（on）。这(zhei)个耐压(ya)一(yi)定情况下是(shi)(shi)(shi)越低(di)(di)(di)越好。不过(guo)不同(tong)厂家标(biao)的内(nei)阻是(shi)(shi)(shi)有不同(tong)测试条(tiao)(tiao)件的。测试条(tiao)(tiao)件不同(tong)，内(nei)阻丈量(liang)值(zhi)(zhi)会不一(yi)样。
同一管(guan)子，温(wen)度(du)越(yue)高(gao)内(nei)阻越(yue)大（这是(shi)硅半导(dao)体材料在mos制造(zao)工艺的(de)特性，改动不了，能(neng)稍改善）。所以大电(dian)(dian)流(liu)测(ce)(ce)试(shi)内(nei)阻会增大（大电(dian)(dian)流(liu)下结温(wen)会显著升(sheng)高(gao)），小(xiao)(xiao)电(dian)(dian)流(liu)或(huo)脉(mai)冲电(dian)(dian)流(liu)测(ce)(ce)试(shi)，内(nei)阻降低(di)（由(you)于(yu)结温(wen)没有(you)大幅升(sheng)高(gao)，没热积聚）。有(you)的(de)管(guan)子标称典型内(nei)阻和(he)你自己用小(xiao)(xiao)电(dian)(dian)流(liu)测(ce)(ce)试(shi)几(ji)乎一样(yang)，而(er)有(you)的(de)管(guan)子自己小(xiao)(xiao)电(dian)(dian)流(liu)测(ce)(ce)试(shi)比标称典型内(nei)阻低(di)很多（由(you)于(yu)它的(de)测(ce)(ce)试(shi)标准是(shi)大电(dian)(dian)流(liu)）
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