¿Qué puede causar un drenaje de fuente de drenaje en un FET?

Antecedentes:

Estoy usando un MOSFET de canal N Si7456CDP en una fuente de alimentación conmutada. La fuente de alimentación y la carga están alojadas en una carcasa de plástico. Ayer, la fuente de alimentación y la carga funcionaban perfectamente. Esta mañana, cuando llegué a encenderlo, nada funcionó. Ninguna energía. Finalmente, descubrí que la fuente y el drenaje del MOSFET se habían acortado. Reemplazar el MOSFET solucionó el problema.

Pregunta:

¿Qué podría causar que un MOSFET de canal N falle repentinamente con un corto de drenaje de fuente?

— Rocketmagnet
fuente

¿Karma negativo? En serio, tienes suficiente experiencia aquí para saber que esta es una mala pregunta. ¿Cómo se usa el MOSFET en el circuito? ¿Dónde está el diagrama esquemático?

— Dave Tweed

Si bien esta forma de pregunta puede ser mala en general, en este tipo específico de dispositivo hay una clase de falla que debería ser una sospecha automática.

— Chris Stratton

@DaveTweed - No, el punto es mantener la pregunta general y útil para más personas que solo yo. Debe haber un número limitado de formas en que los MOSFET fallan con esta condición. Los detalles de mi circuito no deberían ser relevantes.

— Rocketmagnet

@ChrisStratton - ¿Y eso es ...?

— Rocketmagnet

Como causa inicial, la falla del óxido de la compuerta que conduce al dispositivo a encenderse a sí mismo hasta la mitad, en cuyo momento pueden ocurrir otras cosas divertidas.

— Chris Stratton

Respuestas:

Hay dos mecanismos principales, pero primero un diagrama:

ingrese la descripción de la imagen aquí

El cuerpo y la fuente están unidos, y varias características se eliminan por simplicidad.

Escenario 1:

Pico de sobretensión en el drenaje, provocando que los filamentos y los contactos y los implantes de drenaje tengan picos. TI puede o no tener causas en que los contactos fallen / se derritan, pero las corrientes muy altas pueden causar la ruptura de la unión D / B. Una vez que se une la unión, se conecta al drenaje del pozo y la fuente ahora está en cortocircuito. Esto solo requiere un desglose en una ubicación en los transistores

Escenario 2:

Alto voltaje en el drenaje, causando EOS (Sobrecarga eléctrica) en el GOX (Oxido de puerta) particularmente en la puerta más cercana al drenaje. Es muy probable que se trate de una estructura LDMOS con una estructura de drenaje extendida (lo que significa que el voltaje de la puerta no necesita llegar al mismo voltaje que el drenaje). La avería en ese extremo de la puerta puede hacer que la puerta se drene en corto. Una vez que está en cortocircuito, ahora está esencialmente encendido siempre, pero también, la puerta ahora se conduce a niveles en los que no estaba destinado y el fallo se escapa. Esto todavía requiere una sola falla en el transistor.

Hay otros escenarios, pero todos requieren dos fallas.

Este dispositivo es bastante grande y será visible bajo un microscopio. Descubrir esto podría ser instructivo.

— marcador de posición
fuente

Eso es en realidad un MOSFET. Los cortos de fuente de drenaje son el modo de falla habitual en los MOSFET y generalmente son causados por transitorios en la puerta.

— Leon Heller
fuente

Gracias Leon. Eso es lo que me preguntaba: ¿podría un transitorio en la puerta o algo causar un SD corto?

— Rocketmagnet

Cualquier cosa que dañe el troquel podría provocar un cortocircuito en la fuente de drenaje. (A veces, el dado explota en pedazos).

Esto incluye:

Tensión excesiva / insuficiente en la puerta
Mando de puerta pobre / incorrecto que causa fugas térmicas
Fugitivo térmico en general (pérdida de enfriamiento / aire forzado)
EOS inducida por avalancha

Sin información de aplicación más específica, es difícil juzgar qué modo podría ser el culpable.

— Adam Lawrence
fuente