MOSFET പരാജയ വിശകലനം: മനസ്സിലാക്കൽ, പ്രതിരോധം, പരിഹാരങ്ങൾ

ദ്രുത അവലോകനം:വിവിധ ഇലക്ട്രിക്കൽ, തെർമൽ, മെക്കാനിക്കൽ സമ്മർദ്ദങ്ങൾ കാരണം MOSFET-കൾ പരാജയപ്പെടാം. ഈ പരാജയ മോഡുകൾ മനസ്സിലാക്കുന്നത് വിശ്വസനീയമായ പവർ ഇലക്ട്രോണിക്സ് സിസ്റ്റങ്ങൾ രൂപകല്പന ചെയ്യുന്നതിൽ നിർണായകമാണ്. ഈ സമഗ്രമായ ഗൈഡ് പൊതുവായ പരാജയ സംവിധാനങ്ങളും പ്രതിരോധ തന്ത്രങ്ങളും പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നു.

സാധാരണ MOSFET പരാജയ മോഡുകളും അവയുടെ മൂലകാരണങ്ങളും

1. വോൾട്ടേജുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പരാജയങ്ങൾ

ഗേറ്റ് ഓക്സൈഡ് തകരാർ
ഹിമപാത തകർച്ച
പഞ്ച്-ത്രൂ
സ്റ്റാറ്റിക് ഡിസ്ചാർജ് കേടുപാടുകൾ

2. താപ സംബന്ധമായ പരാജയങ്ങൾ

ദ്വിതീയ തകർച്ച
തെർമൽ റൺവേ
പാക്കേജ് ഡിലാമിനേഷൻ
ബോണ്ട് വയർ ലിഫ്റ്റ്-ഓഫ്

പരാജയ മോഡ്	പ്രാഥമിക കാരണങ്ങൾ	മുന്നറിയിപ്പ് അടയാളങ്ങൾ	പ്രിവൻഷൻ രീതികൾ
ഗേറ്റ് ഓക്സൈഡ് തകരാർ	അമിതമായ VGS, ESD ഇവൻ്റുകൾ	ഗേറ്റ് ചോർച്ച വർധിച്ചു	ഗേറ്റ് വോൾട്ടേജ് സംരക്ഷണം, ESD നടപടികൾ
തെർമൽ റൺവേ	അമിതമായ വൈദ്യുതി വിസർജ്ജനം	ഉയരുന്ന താപനില, സ്വിച്ചിംഗ് വേഗത കുറയുന്നു	ശരിയായ തെർമൽ ഡിസൈൻ, ഡിറേറ്റിംഗ്
ഹിമപാത തകർച്ച	വോൾട്ടേജ് സ്പൈക്കുകൾ, unclamped inductive switching	ഡ്രെയിൻ-സോഴ്സ് ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട്	സ്നബ്ബർ സർക്യൂട്ടുകൾ, വോൾട്ടേജ് ക്ലാമ്പുകൾ

Winsok's Robust MOSFET സൊല്യൂഷൻസ്

ഞങ്ങളുടെ ഏറ്റവും പുതിയ തലമുറ MOSFET-കൾ വിപുലമായ സംരക്ഷണ സംവിധാനങ്ങൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നു:

മെച്ചപ്പെടുത്തിയ SOA (സുരക്ഷിത പ്രവർത്തന മേഖല)
മെച്ചപ്പെട്ട താപ പ്രകടനം
ബിൽറ്റ്-ഇൻ ESD സംരക്ഷണം
അവലാഞ്ച് റേറ്റുചെയ്ത ഡിസൈനുകൾ

സംരക്ഷിത MOSFET സീരീസ് പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുക

പരാജയ മെക്കാനിസങ്ങളുടെ വിശദമായ വിശകലനം

ഗേറ്റ് ഓക്സൈഡ് തകരാർ

നിർണ്ണായക പാരാമീറ്ററുകൾ:

പരമാവധി ഗേറ്റ്-സോഴ്സ് വോൾട്ടേജ്: സാധാരണ ±20V
ഗേറ്റ് ഓക്സൈഡ് കനം: 50-100nm
ബ്രേക്ക്ഡൗൺ ഫീൽഡ് ശക്തി: ~10 MV/cm

പ്രതിരോധ നടപടികൾ:

ഗേറ്റ് വോൾട്ടേജ് ക്ലാമ്പിംഗ് നടപ്പിലാക്കുക
സീരീസ് ഗേറ്റ് റെസിസ്റ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുക
ടിവിഎസ് ഡയോഡുകൾ ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യുക
ശരിയായ പിസിബി ലേഔട്ട് സമ്പ്രദായങ്ങൾ

തെർമൽ മാനേജ്മെൻ്റും പരാജയം തടയലും

പാക്കേജ് തരം	പരമാവധി ജംഗ്ഷൻ താപനില	ശുപാർശ ഡീറേറ്റിംഗ്	തണുപ്പിക്കൽ പരിഹാരം
TO-220	175°C	25%	ഹീറ്റ്‌സിങ്ക് + ഫാൻ
D2PAK	175°C	30%	വലിയ കോപ്പർ ഏരിയ + ഓപ്ഷണൽ ഹീറ്റ്‌സിങ്ക്
SOT-23	150°C	40%	പിസിബി ചെമ്പ് പകരും

MOSFET വിശ്വാസ്യതയ്ക്കുള്ള അവശ്യ ഡിസൈൻ ടിപ്പുകൾ

പിസിബി ലേഔട്ട്

ഗേറ്റ് ലൂപ്പ് ഏരിയ ചെറുതാക്കുക
വൈദ്യുതിയും സിഗ്നൽ ഗ്രൗണ്ടുകളും വേർതിരിക്കുക
കെൽവിൻ ഉറവിട കണക്ഷൻ ഉപയോഗിക്കുക
പ്ലേസ്‌മെൻ്റ് വഴി തെർമൽ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുക

സർക്യൂട്ട് സംരക്ഷണം

സോഫ്റ്റ്-സ്റ്റാർട്ട് സർക്യൂട്ടുകൾ നടപ്പിലാക്കുക
ഉചിതമായ സ്‌നബ്ബറുകൾ ഉപയോഗിക്കുക
റിവേഴ്സ് വോൾട്ടേജ് സംരക്ഷണം ചേർക്കുക
ഉപകരണത്തിൻ്റെ താപനില നിരീക്ഷിക്കുക

ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്, ടെസ്റ്റിംഗ് നടപടിക്രമങ്ങൾ

അടിസ്ഥാന MOSFET ടെസ്റ്റിംഗ് പ്രോട്ടോക്കോൾ

സ്റ്റാറ്റിക് പാരാമീറ്ററുകൾ പരിശോധന
- ഗേറ്റ് ത്രെഷോൾഡ് വോൾട്ടേജ് (VGS(th))
- ഡ്രെയിൻ-സോഴ്സ് ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ് (RDS(ഓൺ))
- ഗേറ്റ് ലീക്കേജ് കറൻ്റ് (IGSS)
ഡൈനാമിക് ടെസ്റ്റിംഗ്
- മാറുന്ന സമയം (ടൺ, ടോഫ്)
- ഗേറ്റ് ചാർജ് സവിശേഷതകൾ
- ഔട്ട്പുട്ട് കപ്പാസിറ്റൻസ്

വിൻസോക്കിൻ്റെ വിശ്വാസ്യത മെച്ചപ്പെടുത്തൽ സേവനങ്ങൾ

സമഗ്രമായ ആപ്ലിക്കേഷൻ അവലോകനം
താപ വിശകലനവും ഒപ്റ്റിമൈസേഷനും
വിശ്വാസ്യത പരിശോധനയും മൂല്യനിർണ്ണയവും
പരാജയ വിശകലന ലബോറട്ടറി പിന്തുണ

പരാജയ വിശകലനം അഭ്യർത്ഥിക്കുക
സാങ്കേതിക സഹായം

വിശ്വാസ്യത സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കുകളും ആജീവനാന്ത വിശകലനവും

പ്രധാന വിശ്വാസ്യത മെട്രിക്‌സ്

FIT നിരക്ക് (തക്കസമയത്തുള്ള പരാജയങ്ങൾ)

ഓരോ ബില്യൺ ഉപകരണ-മണിക്കൂറിലും പരാജയങ്ങളുടെ എണ്ണം

0.1 - 10 FIT

വിൻസോക്കിൻ്റെ ഏറ്റവും പുതിയ MOSFET പരമ്പരയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി നാമമാത്രമായ വ്യവസ്ഥകളിൽ

MTTF (പരാജയത്തിനുള്ള ശരാശരി സമയം)

നിർദ്ദിഷ്ട വ്യവസ്ഥകളിൽ പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന ആയുസ്സ്

>10^6 മണിക്കൂർ

TJ = 125 ° C, നാമമാത്ര വോൾട്ടേജിൽ

അതിജീവന നിരക്ക്

വാറൻ്റി കാലയളവിനപ്പുറം നിലനിൽക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങളുടെ ശതമാനം

99.9%

5 വർഷത്തെ തുടർച്ചയായ പ്രവർത്തനത്തിൽ

ആജീവനാന്തം തടസ്സപ്പെടുത്തുന്ന ഘടകങ്ങൾ

പ്രവർത്തന വ്യവസ്ഥ	ഡിറേറ്റിംഗ് ഫാക്ടർ	ജീവിതകാലത്തെ സ്വാധീനം
താപനില (25°C-ന് മുകളിൽ 10°C)	0.5x	50% കുറവ്
വോൾട്ടേജ് സ്ട്രെസ് (പരമാവധി റേറ്റിംഗിൻ്റെ 95%)	0.7x	30% കുറവ്
സ്വിച്ചിംഗ് ഫ്രീക്വൻസി (2x നാമമാത്ര)	0.8x	20% കുറവ്
ഈർപ്പം (85% RH)	0.9x	10% കുറവ്

ലൈഫ് ടൈം പ്രോബബിലിറ്റി ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ

നേരത്തെയുള്ള പരാജയങ്ങൾ, ക്രമരഹിതമായ പരാജയങ്ങൾ, ക്ഷീണിച്ച കാലയളവ് എന്നിവ കാണിക്കുന്ന MOSFET ലൈഫ് ടൈമിൻ്റെ വെയ്ബുൾ വിതരണം

പാരിസ്ഥിതിക സമ്മർദ്ദ ഘടകങ്ങൾ

താപനില സൈക്ലിംഗ്

85%

ആയുസ്സ് കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള ആഘാതം

പവർ സൈക്ലിംഗ്

70%

ആയുസ്സ് കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള ആഘാതം

മെക്കാനിക്കൽ സമ്മർദ്ദം

45%

ആയുസ്സ് കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള ആഘാതം

ത്വരിതപ്പെടുത്തിയ ലൈഫ് ടെസ്റ്റിംഗ് ഫലങ്ങൾ

ടെസ്റ്റ് തരം	വ്യവസ്ഥകൾ	ദൈർഘ്യം	പരാജയ നിരക്ക്
HTOL (ഉയർന്ന താപനില ഓപ്പറേറ്റിംഗ് ലൈഫ്)	150°C, പരമാവധി VDS	1000 മണിക്കൂർ	< 0.1%
THB (താപനില ഈർപ്പം ബയസ്)	85°C/85% RH	1000 മണിക്കൂർ	< 0.2%
TC (താപനില സൈക്ലിംഗ്)	-55°C മുതൽ +150°C വരെ	1000 സൈക്കിളുകൾ	< 0.3%