MOSFET hutsegiteen analisia: ulermena, prebentzioa eta irtenbideak

MOSFET hutsegiteen analisia: ulermena, prebentzioa eta irtenbideak

Argitaratze-ordua: 2024-12-13

Ikuspegi azkarra:MOSFETek huts egin dezakete hainbat tentsio elektriko, termiko eta mekanikoengatik. Huts-modu hauek ulertzea funtsezkoa da potentzia-sistema elektroniko fidagarriak diseinatzeko. Gida zabal honek ohiko hutsegite-mekanismoak eta prebentzio-estrategiak aztertzen ditu.

Batez besteko-ppm-hainbat-MOSFET-huts-moduetarakoMOSFETen hutsegite modu arruntak eta haien arrazoiak

1. Tentsioarekin lotutako hutsegiteak

  • Ate oxidoaren matxura
  • Elur-jausi matxura
  • Punch-through
  • Deskarga estatikoko kalteak

2. Termikoarekin lotutako hutsegiteak

  • Bigarren mailako matxura
  • Ihesaldi termikoa
  • Paketeen delaminazioa
  • Lotura-haria altxatzea
Porrot modua Lehen Kausak Abisu seinaleak Prebentzio-metodoak
Ate oxidoaren matxura Gehiegizko VGS, ESD gertaerak Atearen isurketa handitu da Atearen tentsioaren babesa, ESD neurriak
Ihesaldi Termikoa Gehiegizko potentzia xahutzea Tenperatura igotzea, aldatzeko abiadura murriztua Diseinu termiko egokia, derating
Elur-jausi Matxura Tentsio-puntak, estutu gabeko kommutazio induktiboa Drain-iturburuko zirkuitu laburra Snubber zirkuituak, tentsio-pintzak

Winsok-en MOSFET irtenbide sendoak

Gure azken belaunaldiko MOSFET-ek babes-mekanismo aurreratuak ditu:

  • SOA (Operazio Eremu Segurua) hobetua
  • Errendimendu termiko hobetua
  • ESD babesa integratua
  • Elur-jausien aurkako diseinuak

Porrot-mekanismoen analisi xehatua

Ate oxidoaren matxura

Parametro kritikoak:

  • Gehienezko ate-iturburuko tentsioa: ±20V tipikoa
  • Atearen oxidoaren lodiera: 50-100 nm
  • Matxura Eremuaren Indarra: ~10 MV/cm

Prebentzio neurriak:

  1. Atearen tentsioa ezartzea
  2. Erabili serieko ate-erresistentziak
  3. Instalatu TVS diodoak
  4. PCB diseinu-praktika egokiak

Kudeaketa Termikoa eta hutsegiteen prebentzioa

Pakete mota Gehienezko lotura-tenperatura Derating gomendatua Hozte Irtenbidea
TO-220 175 °C %25 Beroa + haizagailua
D2PAK 175 °C %30 Kobrezko eremu handia + Aukerako berogailua
SOT-23 150°C %40 PCB Kobrea Pour

MOSFETen fidagarritasunerako ezinbesteko diseinu-aholkuak

PCB Diseinua

  • Minimizatu atearen begizta eremua
  • Potentzia eta seinalearen lur bereiziak
  • Erabili Kelvin iturriko konexioa
  • Bide termikoen kokapena optimizatu

Zirkuitu babesa

  • Abiatze leuneko zirkuituak ezartzea
  • Erabili snubbers egokiak
  • Gehitu alderantzizko tentsioaren babesa
  • Kontrolatu gailuaren tenperatura

Diagnostiko eta Proba Prozedurak

MOSFETen probaren oinarrizko protokoloa

  1. Parametro estatikoen azterketa
    • Atearen atalasearen tentsioa (VGS(th))
    • Drain-iturriaren erresistentzia (RDS (aktibatuta))
    • Atearen ihes-korrontea (IGSS)
  2. Proba dinamikoak
    • Aldaketa-denborak (tona, toff)
    • Atearen kargaren ezaugarriak
    • Irteerako kapazitatea

Winsok-en fidagarritasuna hobetzeko zerbitzuak

  • Aplikazioaren berrikuspen integrala
  • Analisi eta optimizazio termikoa
  • Fidagarritasun-probak eta baliozkotzea
  • Porrotak aztertzeko laborategiko laguntza

Fidagarritasun-estatistikak eta bizitza-denboraren analisia

Fidagarritasun-neurri nagusiak

FIT tasa (denboran hutsegiteak)

Mila milioi gailu-orduko hutsegite kopurua

0,1 – 10 FIT

Winsok-en azken MOSFET seriean oinarrituta, baldintza nominaletan

MTTF (Huts egiteko batez besteko denbora)

Espero den iraupena zehaztutako baldintzetan

> 10^6 ordu

TJ = 125°C-tan, tentsio nominala

Biziraupen-tasa

Berme-epetik kanpo bizirik irauten duten gailuen ehunekoa

%99,9

5 urteko etengabeko funtzionamenduan

Bizitza-denborazioaren faktoreak

Funtzionamendu Baldintza Derating Faktorea Bizitza osoan eragina
Tenperatura (25 °C-tik gorako 10 °C bakoitzeko) 0,5x %50eko murrizketa
Tentsio-tentsioa (gehienezko balorazioaren % 95) 0,7x %30eko murrizketa
Aldaketa-maiztasuna (2x nominala) 0,8x %20ko murrizketa
Hezetasuna (% 85 RH) 0,9x %10eko murrizketa

Bizitzarako Probabilitate Banaketa

irudia (1)

MOSFETen bizitzaren Weibull-en banaketa akats goiztiarrak, ausazko hutsegiteak eta higadura-aldia erakutsiz

Ingurumeneko estresaren faktoreak

Tenperatura Txirrindularitza

%85

Bizitza-murrizketan eragina

Power Cycling

%70

Bizitza-murrizketan eragina

Esfortzu mekanikoa

%45

Bizitza-murrizketan eragina

Bizitza Azeleratuaren Emaitzak

Proba mota Baldintzak Iraupena Porrot-tasa
HTOL (Tenperatura handiko funtzionamendu-bizitza) 150 °C, VDS maximoa 1000 ordu <% 0,1
THB (Tenperatura Hezetasunaren Alborapena) 85°C/% 85 RH 1000 ordu <% 0,2
TC (Tenperatura Txirrindularitza) -55°C eta +150°C artean 1000 ziklo <% 0,3

Winsok-en Kalitatea Bermatzeko Programa

2

Emanaldi Probak

  • %100eko ekoizpen-probak
  • Parametroen egiaztapena
  • Ezaugarri dinamikoak
  • Ikusizko ikuskapena

Gaitasun Probak

  • Ingurumen-estresaren baheketa
  • Fidagarritasuna egiaztatzea
  • Paketeen osotasunaren proba
  • Epe luzeko fidagarritasunaren jarraipena