Brennen MOSFETs normalerweise offen oder geschlossen?

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Ich habe mich gefragt, ob ein Leistungs-MOSFET aufgrund von Überhitzung ausfällt. Brennt er normalerweise als Unterbrechung oder Kurzschluss?

Verursacht ein Überhitzungsschaden normalerweise, dass das Gateoxid als niedriger Widerstand (<100 Ohm) durchgeblasen wird?

Adam
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Nach etwas mehr suchen, ich fand auch einige anekdotische Beweise , die darauf hinweisen FETs in der Regel als ein Kurzschluss versagt hier .
Adam

Antworten:

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Unter der Annahme, dass meine Antwort richtig ist, war meine Intuition diesbezüglich falsch. Die kurze Antwort ist, ich würde erwarten, dass ein MOSFET als offener Stromkreis aufgrund von Übertemperaturbedingungen ausfällt.

Dieser Wikipedia-Artikel schlägt vor, dass:

Erhöhung des Drain-Source-Widerstands. Es wird in Hochtemperaturgeräten beobachtet und wird durch Metall-Halbleiter-Wechselwirkungen, Gate-Sinking und Verschlechterung des ohmschen Kontakts verursacht.

... zumindest in monolithischen integrierten Mikrowellenschaltungen, aber die Terminologie scheint mit MOSFETs übereinzustimmen ...

Dieser andere Artikel schlägt ebenfalls vor, dass es aus verschiedenen (grundsätzlich mechanischen) Gründen fehlschlagen wird:

Was genau passiert, hängt davon ab, wie hoch die Leistung ist. Es kann ein anhaltendes Kochen sein. In diesem Fall wird der MOSFET heiß genug, um sich selbst buchstäblich zu entlöten. Ein Großteil der MOSFET-Erwärmung bei hohen Strömen liegt in den Zuleitungen - die sich leicht ablöten können, ohne dass der MOSFET ausfällt! Wenn die Wärme im Chip erzeugt wird, wird sie heiß - ihre maximale Temperatur ist jedoch normalerweise nicht auf Silizium beschränkt, sondern wird durch die Herstellung beschränkt. Der Siliziumchip ist durch Weichlot mit dem Substrat verbunden, und es ist ziemlich einfach, dieses zu schmelzen und es zwischen dem Epoxid und dem Metall des Körpers sickern zu lassen, wodurch Löttröpfchen gebildet werden. Der Chip darf dabei nicht zerstört werden!

vicatcu
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Danke für die Antwort! Nach Ihrer Recherche lautet die Antwort wahrscheinlich "es hängt von vielen Faktoren ab". Ich hatte gehofft, einige Leute hätten persönliche Erfahrungen gemacht, die sie auch teilen könnten!
Adam
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Normalerweise fällt ein MOSFET zuerst aus. Dies liegt daran, dass übermäßige Wärme durch Diffusion die Dotierstoffe so weit mischt, dass anstelle der ursprünglich vorhandenen pn- oder np-Barrieren ein guter Leiter entsteht. Oft wird auch das Gateoxid in die Diffusion mit einbezogen, was zu einem kurzen Abstand zwischen allen drei Anschlüssen führt.

Nur wenn der Kurzschlussstrom nach dieser ersten Fehlerart hoch genug ist, um die Bonddrähte oder den gesamten Transistor zu durchbrennen, liegt ein offener Stromkreis vor.

Zebonaut
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Ein kurzgeschlossener Gate-to-Drain-Anschluss ist ein sehr häufiger und einfach zu testender Fehlermodus. Es wird oft ein toter Kurzschluss oder 10 Ohm sein. Mosfets, die auf diese Weise versagt haben, neigen auch dazu, den IC zu zerstören, der sie angesteuert hat. Wenn ich tote Mosfets vermute, ist das das erste, wonach ich suche.

Murphy
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Ich stimme der Antwort zu. Ein Überstrom an meinem 2N7000 senkte den SG-Widerstand auf 20 Ohm. DG zu 2K.
Gstorto