MOSFET muvaffaqiyatsizlik tahlili: tushunish, oldini olish va echimlar

MOSFET muvaffaqiyatsizlik tahlili: tushunish, oldini olish va echimlar

Xabar vaqti: 2024 yil 13-dekabr

Tezkor ko'rib chiqish:MOSFETlar turli xil elektr, termal va mexanik stresslar tufayli ishlamay qolishi mumkin. Ishonchli elektr elektron tizimlarini loyihalash uchun ushbu nosozlik usullarini tushunish juda muhimdir. Ushbu keng qamrovli qo'llanma umumiy nosozlik mexanizmlari va oldini olish strategiyalarini o'rganadi.

Har xil-MOSFET-muvaffaqiyatsizlik rejimlari uchun o'rtacha ppmUmumiy MOSFET ishdan chiqish rejimlari va ularning asosiy sabablari

1. Voltaj bilan bog'liq nosozliklar

  • Darvoza oksidining buzilishi
  • Ko'chkining buzilishi
  • Teshib o'tish
  • Statik zaryadsizlanishning shikastlanishi

2. Issiqlik bilan bog'liq nosozliklar

  • Ikkilamchi buzilish
  • Termal qochish
  • Paketni delaminatsiyalash
  • Bog'lovchi simni ko'tarish
Muvaffaqiyatsizlik rejimi Asosiy sabablar Ogohlantirish belgilari Oldini olish usullari
Darvoza oksidining buzilishi Haddan tashqari VGS, ESD hodisalari Darvoza oqishining kuchayishi Darvoza kuchlanishidan himoya qilish, ESD choralari
Termal Qochqin Haddan tashqari quvvat sarfi Haroratning ko'tarilishi, almashtirish tezligining pasayishi To'g'ri termal dizayn, deating
Ko'chkining buzilishi Kuchlanishning ko'tarilishi, qisqichsiz induktiv almashtirish Drenaj manbasining qisqa tutashuvi Snubber sxemalari, kuchlanish qisqichlari

Winsokning mustahkam MOSFET yechimlari

Bizning eng so'nggi avlod MOSFETlarimiz ilg'or himoya mexanizmlariga ega:

  • Kengaytirilgan SOA (Xavfsiz ishlash hududi)
  • Yaxshilangan termal ishlash
  • O'rnatilgan ESD himoyasi
  • Ko'chkiga chidamli dizaynlar

Nosozlik mexanizmlarini batafsil tahlil qilish

Darvoza oksidining buzilishi

Kritik parametrlar:

  • Maksimal Gate-Source kuchlanishi: ± 20V tipik
  • Darvoza oksidi qalinligi: 50-100nm
  • Buzilish maydonining kuchi: ~10 MV/sm

Profilaktika choralari:

  1. Darvoza kuchlanishini siqishni amalga oshiring
  2. Seriyali eshik rezistorlaridan foydalaning
  3. TVS diodlarini o'rnating
  4. Tegishli PCB joylashtirish amaliyoti

Issiqlik boshqaruvi va buzilishning oldini olish

Paket turi Maksimal ulanish harorati Tavsiya etilgan deting Sovutish eritmasi
TO-220 175 ° S 25% Sovutgich + Fan
D2PAK 175 ° S 30% Katta mis maydoni + ixtiyoriy sovutgich
SOT-23 150°C 40% PCB mis quyish

MOSFET ishonchliligi uchun asosiy dizayn maslahatlari

PCB tartibi

  • Darvoza pastadir maydonini minimallashtiring
  • Alohida quvvat va signal asoslari
  • Kelvin manba ulanishidan foydalaning
  • Termal kanallarni joylashtirishni optimallashtirish

O'chirish himoyasi

  • Yumshoq ishga tushirish sxemalarini amalga oshiring
  • Tegishli snubbers foydalaning
  • Teskari kuchlanish himoyasini qo'shing
  • Qurilmaning haroratini kuzatib boring

Diagnostika va test jarayonlari

MOSFETning asosiy sinov protokoli

  1. Statik parametrlarni tekshirish
    • Eshik chegarasi kuchlanishi (VGS(th))
    • Drenaj manbaiga qarshilik (RDS(yoq))
    • Darvoza qochqin oqimi (IGSS)
  2. Dinamik test
    • O'zgartirish vaqtlari (ton, toff)
    • Darvoza zaryadining xususiyatlari
    • Chiqish sig'imi

Winsok ishonchliligini oshirish xizmatlari

  • Arizani har tomonlama ko'rib chiqish
  • Termal tahlil va optimallashtirish
  • Ishonchlilikni tekshirish va tekshirish
  • Muvaffaqiyatsiz tahlil laboratoriyasini qo'llab-quvvatlash

Ishonchlilik statistikasi va umr bo'yi tahlili

Asosiy ishonchlilik ko'rsatkichlari

FIT darajasi (vaqtdagi muvaffaqiyatsizliklar)

Bir milliard qurilma-soatdagi nosozliklar soni

0,1 – 10 FIT

Nominal sharoitlarda Winsokning so'nggi MOSFET seriyasiga asoslangan

MTTF (o'rtacha muvaffaqiyatsizlik vaqti)

Belgilangan sharoitlarda kutilgan xizmat muddati

>10^6 soat

TJ = 125 ° S da, nominal kuchlanish

Omon qolish darajasi

Kafolat muddatidan keyin omon qolgan qurilmalar ulushi

99,9%

5 yillik uzluksiz ishlashda

Umr bo'yi pasaytirish omillari

Ishlash holati Yo'qotuvchi omil Hayotga ta'siri
Harorat (25 ° C dan yuqori 10 ° C uchun) 0,5x 50% kamaytirish
Voltaj kuchlanishi (maksimal reytingning 95%) 0,7x 30% kamaytirish
Kommutatsiya chastotasi (2x nominal) 0,8x 20% kamaytirish
Namlik (85% RH) 0,9x 10% kamaytirish

Hayot davomida ehtimollik taqsimoti

rasm (1)

MOSFET umrining Weibull taqsimoti erta nosozliklar, tasodifiy nosozliklar va eskirish davrini ko'rsatadi.

Ekologik stress omillari

Harorat velosipedi

85%

Hayotning qisqarishiga ta'siri

Quvvatli velosiped

70%

Hayotning qisqarishiga ta'siri

Mexanik stress

45%

Hayotning qisqarishiga ta'siri

Tezlashtirilgan hayot sinovi natijalari

Sinov turi Shartlar Davomiyligi Muvaffaqiyatsizlik darajasi
HTOL (Yuqori haroratda ishlash muddati) 150°C, maksimal VDS 1000 soat < 0,1%
THB (harorat namligining o'zgarishi) 85°C/85% RH 1000 soat < 0,2%
TC (harorat aylanishi) -55 ° C dan + 150 ° C gacha 1000 tsikl < 0,3%

Winsok sifat kafolati dasturi

2

Skrining testlari

  • 100% ishlab chiqarish sinovi
  • Parametrlarni tekshirish
  • Dinamik xususiyatlar
  • Vizual tekshirish

Malakaviy testlar

  • Ekologik stressni tekshirish
  • Ishonchlilikni tekshirish
  • Paket yaxlitligini tekshirish
  • Uzoq muddatli ishonchlilik monitoringi