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-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2019-09-27
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—半導體場(chǎng)效應晶體管或稱(chēng)金屬—絕緣體—半導體場(chǎng)效應晶體管，英文名metal oxide semiconductor，屬于場(chǎng)效應管中的絕緣柵型，因此，MOS管有時(shí)候又稱(chēng)為絕緣柵場(chǎng)效應管。
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型半導體硅襯底上，用半導體光刻、擴散工藝制作兩個(gè)高摻雜濃度的N+/P+區，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型半導體表面復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。這就構成了一個(gè)N/P溝道（NPN型）增強型MOS管。
mos管，做電源設計，或者做驅動(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。做電源或者驅動(dòng)的使用，當然就是用它的開(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效應，因此在開(kāi)關(guān)應用中，MOS管的開(kāi)關(guān)速度應該比三極管快。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)地接負載，叫開(kāi)路漏極，開(kāi)路漏極電路中不管負載接多高的電壓，都能夠接通和關(guān)斷負載電流。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)電源應用方面，這種應用需要MOS管定期導通和關(guān)斷。比如，DC-DC電源中常用的基本降壓轉換器依賴(lài)兩個(gè)MOS管來(lái)執行開(kāi)關(guān)功能，這些開(kāi)關(guān)交替在電感里存儲能量，然后把能量釋放給負載。我們常選擇數百kHz乃至1MHz以上的頻率，因為頻率越高，磁性元件可以更小更輕。在正常工作期間，MOS管只相當于一個(gè)導體。因此，我們電路或者電源設計人員最關(guān)心的是MOS的最小傳導損耗。
我們經(jīng)?？碝OS管的PDF參數，MOS管制造商采用RDS（ON）參數來(lái)定義導通阻抗，對開(kāi)關(guān)應用來(lái)說(shuō)，RDS（ON）也是最重要的器件特性。數據手冊定義RDS（ON）與柵極（或驅動(dòng)）電壓VGS以及流經(jīng)開(kāi)關(guān)的電流有關(guān)，但對于充分的柵極驅動(dòng)，RDS（ON）是一個(gè)相對靜態(tài)參數。一直處于導通的MOS管很容易發(fā)熱。另外，慢慢升高的結溫也會(huì )導致RDS（ON）的增加。MOS管數據手冊規定了熱阻抗參數，其定義為MOS管封裝的半導體結散熱能力。RθJC的最簡(jiǎn)單的定義是結到管殼的熱阻抗。
MOS管小電流發(fā)熱原因總結如下：
1、電路設計的問(wèn)題，就是讓MOS管工作在線(xiàn)性的工作狀態(tài)，而不是在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。這也是導致MOS管發(fā)熱的一個(gè)原因。如果N-MOS做開(kāi)關(guān)，G級電壓要比電源高幾V，才能完全導通，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(zhù)發(fā)熱。這是設計電路的最忌諱的錯誤。
2、頻率太高，主要是有時(shí)過(guò)分追求體積，導致頻率提高，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計，電流太高，MOS管標稱(chēng)的電流值，一般需要良好的散熱才能達到。所以ID小于最大電流，也可能發(fā)熱嚴重，需要足夠的輔助散熱片。
4、MOS管的選型有誤，對功率判斷有誤，MOS管內阻沒(méi)有充分考慮，導致開(kāi)關(guān)阻抗增大。
1、做好MOS管的散熱設計，添加足夠多的輔助散熱片。
2、貼散熱膠。
1、在電源電壓方面
1）、過(guò)流-------持續大電流或瞬間超大電流引起的結溫過(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象：MOS管D、S兩端短路；
2）、漏源電流過(guò)大，MOS管燒壞?，F象：MOS管D、S兩端短路；
3）、柵源電壓過(guò)大，MOS管燒壞?，F象：MOS管G、D、S短路；
3、其他方面
1）、堵轉會(huì )使電機感應電動(dòng)勢升高，使電機電流大增過(guò)流保護太遲鈍；
2）、同時(shí)導通；
3）、功率過(guò)大；
4）、散熱不足；
5）、頻率太高；
6）、MOS管內阻未充分考慮，導致開(kāi)關(guān)阻抗增大；
4、會(huì )對MOS管造成的影響
1）、MOS管吸附灰塵，改變線(xiàn)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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