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電子分析:MOS管擊穿是什么原因

信息來(lái)源：本站　日期：2017-04-18　

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MOS管本身的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場(chǎng)或靜電的感應(yīng)(yīng)而帶電，而少量電荷就可在極間電容上形成相當(dāng)(dāng)高的電壓(U=Q/C)，將管子損壞。雖然MOS輸入端有抗靜電的保護(hù)(hù)措施，但仍需小心對(duì)待，在存儲(chǔ)和運(yùn)(yùn)輸中最好用金屬容器或者導(dǎo)(dǎo)電材料包裝，不要放在易產(chǎn)(chǎn)生靜電高壓的化工材料或化纖織物中。組裝、調(diào)(diào)試時(shí)(shí)，工具、儀表、工作臺(tái)等均應(yīng)(yīng)良好接地。MOS管廠家要防止操作人員的靜電干擾造成的損壞，如不宜穿尼龍、化纖衣服，手或工具在接觸集成塊前最好先接一下地。對(duì)器件引線矯直彎曲或人工焊接時(shí)(shí)，使用的設(shè)(shè)備必須良好接地。

靜電放電形成的是短時(shí)(shí)大電流，放電脈沖的時(shí)(shí)間常數(shù)(shù)遠(yuǎn)(yuǎn)小于器件散熱的時(shí)(shí)間常數(shù)(shù)。因此，當(dāng)(dāng)靜電放電電流通過(guò)面積很小的pn結(jié)(jié)或肖特基結(jié)(jié)時(shí)(shí)，將產(chǎn)(chǎn)生很大的瞬間功率密度，形成局部過(guò)熱，有可能使局部結(jié)(jié)溫達(dá)(dá)到甚至超過(guò)材料的本征溫度（如硅的熔點(diǎn)(diǎn)1415℃），使結(jié)(jié)區(qū)(qū)局部或多處熔化導(dǎo)(dǎo)致pn結(jié)(jié)短路，器件徹底失效。這種失效的發(fā)(fā)生與否，主要取決于器件內(nèi)(nèi)部區(qū)(qū)域的功率密度，功率密度越小，說(shuō)明器件越不易受到損傷。

反偏pn結(jié)(jié)比正偏pn結(jié)(jié)更容易發(fā)(fā)生熱致失效，在反偏條件下使結(jié)(jié)損壞所需要的能量只有正偏條件下的十分之一左右。這是因?yàn)櫸雌珪r(shí)(shí)，大部分功率消耗在結(jié)(jié)區(qū)(qū)中心，而正偏時(shí)(shí)，則多消耗在結(jié)(jié)區(qū)(qū)外的體電阻上。對(duì)于雙極器件，通常發(fā)(fā)射結(jié)(jié)的面積比其它結(jié)(jié)的面積都小，而且結(jié)(jié)面也比其它結(jié)(jié)更靠近表面，所以常常觀察到的是發(fā)(fā)射結(jié)(jié)的退化。此外，擊穿電壓高于100V或漏電流小于1nA的pn結(jié)(jié)（如JFET的柵結(jié)(jié)），比類似尺寸的常規(guī)(guī)pn結(jié)(jié)對(duì)靜電放電更加敏感。

靜電的基本物理特征為：有吸引或排斥的力量;有電場(chǎng)存在，與大地有電位差;會(huì)(huì)產(chǎn)(chǎn)生放電電流。這三種情形會(huì)(huì)對(duì)電子元件造成以下影響：

1.元件吸附灰塵，改變線路間的阻抗，影響元件的功能和壽命。

2.因電場(chǎng)或電流破壞元件絕緣層和導(dǎo)(dǎo)體，使元件不能工作(完全破壞)。

3.因瞬間的電場(chǎng)軟擊穿或電流產(chǎn)(chǎn)生過(guò)熱，使元件受傷，雖然仍能工作，但是壽命受損。

上述這三種情況中，如果元件完全破壞，必能在生產(chǎn)(chǎn)及品質(zhì)(zhì)測(cè)試中被察覺而排除，影響較少。如果元件輕微受損，在正常測(cè)試中不易被發(fā)(fā)現(xiàn)(xiàn)，在這種情形下，常會(huì)(huì)因經(jīng)(jīng)過(guò)多次加工，甚至已在使用時(shí)(shí)，才被發(fā)(fā)現(xiàn)(xiàn)破壞，不但檢查不易，而且損失亦難以預(yù)(yù)測(cè)。靜電對(duì)電子元件產(chǎn)(chǎn)生的危害不亞于嚴(yán)(yán)重火災(zāi)(zāi)和爆炸事故的損失.