MOSFET又回来了! 静电从何而来?

小夏 美食 更新 2024-03-06

广东又回到南田了! 面对如此潮湿的南方,MOSFET不禁要问:我身上的静电从何而来?

北方气候相对干燥,南方湿度较小,不易产生静电(见下图)。

然而,这并不意味着MOSFET不会是静态的! 那么,这种静电从何而来呢?

静电放电:这是大多数器件和IC设计和制造中的头号问题。

静电放电(ESD)一般是人为产生的,静电会在生产、组装、测试、储存和搬运过程中在人体、仪器或设备中积聚,但部件本身也会积聚静电。

产生静电的方式通常有四种:人体放电(HBM)、机器放电(mm)、元件充电(CDM)和电场传感(FIM),两种主要的测试模式通常是人体放电(HBM)和机器放电。

HBM: HBM 的行业 ESD 标准(MIL-STD-883C 方法 3015)。7、等效人体电容为100pf,等效人体电阻为15kohm)

mm:机器运动产生的静电在接触芯片时由引脚释放,ESD标准eia/jesd22-a115-a),等效机器电阻为0(金属,放电时间短,在ms或us之间),电容为100pf]。

由于等效电阻为0,因此电流非常高,此外,机器本身的导线之间有很多耦合,可能会干扰和变化。

CDM:设备带静电,当与接地导体接触时放电。

在相同的静电电压等级下,器件损坏程度:mm、cdm hbm、常用hbm、mm在产品规格中,电子器件的标准是HBM触点2kV。

收到上面的陈述后,你知道为什么MOS管要防静电吗?

众所周知,MOS管是一种ESD敏感器件,具有高输入阻抗和G-S之间的小电容,容易受到外部电磁场或静电感应的影响。

MOSFET的静电击穿有两种模式:

电压型:G极的薄氧化层分解形成针孔,缩短了G-S极和G-D;

电源类型:金属化薄膜铝带熔断,导致 G 和 S 极开路。

绝大多数MOSFET很少暴露在易受ESD影响的环境中,但在某些应用中,MOSFET会在GS之间增加ESD保护器,以提高其ESD保护能力。

然而,现在大多数MOSFET都不是那么容易击穿的,尤其是大功率VMOS,它们通常受到二极管保护,并且具有较大的栅极电容以感应高电压。 一些CMOS器件增加了IO端口保护,但不要用手直接接触CMOS器件的引脚,这样会导致可焊性差。

静电放电

形成的是短期大电流,放电脉冲的时间常数一般远小于器件散热的时间常数。

当静电放电电流流过PN结时,会产生较大的瞬时功率密度,并形成局部过热,甚至超过材料本身的温度(硅的熔点为1410),这将导致PN结短路并使器件失效。

功率密度越低,设备越不容易损坏。

与其他器件相比,MOS晶体管的ESD灵敏度略高。 然而,ESD是随机的,即使产生了ESD,也不一定会击穿MOS管。

溶液

贮存运输时,最好用金属容器或导电材料包装,避免化纤物品;

装配调试时,工具、仪器、工作台应接地良好,操作人员应避免穿尼龙、化纤服造成静电干扰;

MOS晶体管由电压驱动,悬浮的G极易受到外界干扰而使MOS导通,外部干扰信号对G-S结电容进行充电。 G悬架非常危险,很容易引起管道爆裂。 让G极接一个下拉电阻接地,外界干扰信号不会直通,一般这个栅极电阻可以是10-20K。

这个栅极电阻的作用之前也提到过:

偏置电压提供给 MOS。

它起着泄放电阻器的作用。

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