¿Los MOSFET discretos son sensibles a ESD?

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Las entradas de CMOS en microcontroladores y otros circuitos integrados pueden dañarse por descargas ESD. ¿Pueden las descargas de ESD dañar la puerta de un MOSFET discreto grande (2N7000, IRF9530, etc.)?

mosfet esd

— Thomas O
fuente

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Los BJT ordinarios también son sensibles a ESD, especialmente a los dispositivos de alta frecuencia.

— Leon Heller

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La pregunta era sobre los MOSFET. Es bueno saber que los BJT son sensibles, pero esto no responde la pregunta.

— Kevin Vermeer

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No hay duda de que los MOSFET discretos son muy sensibles a ESD. Sin embargo, una pregunta interesante es si los MOSFET grandes son mucho menos sensibles. Supongo que sí, pero no tengo cifras que lo demuestren.

— AndreKR

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Lo mencioné en caso de que la gente pensara que los MOSFET eran los únicos dispositivos discretos que podrían sufrir daños por ESD.

— Leon Heller

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Si. Utilicé MOSFET que tenían una banda de goma conductora alrededor de los pasadores para proteger la (s) puerta (s) cortando los pasadores, para quitarlos después de soldar. (TO-39, IIRC)

— stevenvh
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Muy cierto. He visto fallar muchos BSS84, BSS123 y similares. Son mucho más sensibles que los circuitos integrados porque los circuitos integrados suelen tener diodos protectores en las E / S y los MOSFET discretos no. Además, los MOSFET de señal pequeña dañados a menudo no fallan de una manera obvia, sino que se degradan solo un poco (aunque lo suficiente como para causar problemas más adelante). No tengo dudas de que lo mismo es cierto para los MOSFET grandes ya que su estructura se parece a muchos MOSFET pequeños en paralelo. Sin embargo, los MOSFET grandes tienen una capacitancia parasitaria más alta que actúa como una protección algo mejor: se requiere más (des) carga para elevar el voltaje.

— zebonaut

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Cualquier MOSFET fuera de un circuito será extremadamente sensible a ESD como un pico en la puerta que eleva su voltaje por encima del máximo y estará muerto. Los MOSFET en los circuitos con frecuencia tienen protección explícita (Zeners en puertas o diodos de sujeción en los controladores) y otras protecciones contra ESD incidentales, tales como pulldown o posiblemente aumento de capacitancia.

Más al punto de "son grandes (y / o) MOSFET discretos menos sensibles", son por dos razones:

Es probable que el óxido de la compuerta sea más grueso y requiera más voltaje para descomponerse (aunque las líneas de entrada en un IC probablemente también estén sobredimensionadas de esta manera), y
La capacitancia de la puerta será mucho mayor, por lo que se necesitará mucha más carga para generar un voltaje letal.

En un circuito, los modos de falla más comunes (en mi experiencia) son picos inductivos en el pin fuente que sopla la puerta, o aquellos en el drenaje que pueden causar una falla fatal de avalancha. Creo que nunca identifiqué positivamente una falla de dV / dt, que es donde el aumento de voltaje en el MOSFET es tan rápido que las capacitancias parásitas entre la fuente de la compuerta de drenaje pueden encender el MOSFET y causar cosas malas ocurrir.

Sin embargo, si conectas bien tu fuente y destruyes la puerta directamente en el paquete con una pistola ESD en 11, podrías matarlo. Los usuarios no deberían poder pegar sus pequeñas y sucias manos en las líneas de su puerta porque podrían haber arrastrado sus calcetines de lana a lo largo de la alfombra de poliéster, pero si por alguna razón pueden hacerlo, un Zener debería proteger casi todo.

— Nick T
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¿Es solo el aislante de la puerta el que se descompone, o el canal puede dañarse por ESD en la fuente / drenaje?

— rdtsc

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También es el área de la fuente de drenaje, consulte, por ejemplo, google.at/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://…

— Junius

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Si, absolutamente.

Cometí el error de poner 2N7000 en mis diseños antes y trabajé en ellos en entornos que no estaban bien protegidos contra ESD. He destruido literalmente docenas de 2N7000 haciendo esto.

La cuestión clave para mí es "cuánta" protección es necesaria en los diseños. Especialmente para la producción cuando agregar protección cuesta dinero.

— SpiRail
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¡Siento tu dolor! Creo que actualmente estoy destruyendo aproximadamente 1 de cada 3 2N7000. Todavía no estoy completamente seguro de la fuente de ESD, bien podría ser mi soldador. electronics.stackexchange.com/questions/323890/…

— svenema

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Hay una segunda fuente de 2n7000 con "KL" al final de la referencia hecha desde VISHAY y está totalmente protegida.

2

¿Totalmente protegido? La hoja de datos dice (muy prominentemente) 2000V, que es bastante para un FET, pero eso es solo clase 1C bajo el modelo del cuerpo humano.

— Kevin Vermeer

¿Conoces otros MOSFET protegidos de manera similar? Tanto el Vishay 2N7000KL como el BS170KL no están disponibles en los Países Bajos (Farnell sugiere el 2N7000BU como reemplazo, pero ese parece ser un 2N7000 normal). Estoy buscando un paquete de tres agujeros pasantes ...

— svenema