Ikhtisar Singkat:MOSFET dapat gagal karena berbagai tekanan listrik, termal, dan mekanis. Memahami mode kegagalan ini sangat penting untuk merancang sistem elektronika daya yang andal. Panduan komprehensif ini mengeksplorasi mekanisme kegagalan umum dan strategi pencegahan.
Mode Kegagalan MOSFET Umum dan Akar Penyebabnya
1. Kegagalan Terkait Tegangan
- Kerusakan gerbang oksida
- Kerusakan longsoran salju
- Meninju
- Kerusakan akibat pelepasan listrik statis
2. Kegagalan Terkait Termal
- Kerusakan sekunder
- Pelarian termal
- Delaminasi paket
- Pengangkatan kawat ikatan
| Modus Kegagalan | Penyebab Utama | Tanda Peringatan | Metode Pencegahan |
|---|---|---|---|
| Kerusakan Gerbang Oksida | VGS berlebihan, kejadian ESD | Peningkatan kebocoran gerbang | Perlindungan tegangan gerbang, tindakan ESD |
| Pelarian Termal | Disipasi daya yang berlebihan | Meningkatnya suhu, mengurangi kecepatan peralihan | Desain termal yang tepat, penurunan daya |
| Kerusakan Longsoran | Lonjakan tegangan, peralihan induktif yang tidak dijepit | Hubungan pendek sumber pembuangan | Rangkaian snubber, klem tegangan |
Solusi MOSFET Kuat Winsok
MOSFET generasi terbaru kami memiliki mekanisme perlindungan tingkat lanjut:
- Peningkatan SOA (Area Operasi Aman)
- Peningkatan kinerja termal
- Perlindungan ESD bawaan
- Desain yang terkena longsoran salju
Analisis Detil Mekanisme Kegagalan
Kerusakan Gerbang Oksida
Parameter Penting:
- Tegangan Sumber Gerbang Maksimum: ±20V tipikal
- Ketebalan Gerbang Oksida: 50-100nm
- Kekuatan Medan Kerusakan: ~10 MV/cm
Tindakan Pencegahan:
- Menerapkan penjepit tegangan gerbang
- Gunakan resistor gerbang seri
- Pasang dioda TVS
- Praktik tata letak PCB yang tepat
Manajemen Termal dan Pencegahan Kegagalan
| Jenis Paket | Suhu Persimpangan Maks | Penurunan Peringkat yang Direkomendasikan | Solusi Pendinginan |
|---|---|---|---|
| KE-220 | 175°C | 25% | Unit Pendingin + Kipas Angin |
| D2PAK | 175°C | 30% | Area Tembaga Besar + Heatsink Opsional |
| SOT-23 | 150°C | 40% | Tuang Tembaga PCB |
Tip Desain Penting untuk Keandalan MOSFET
Tata Letak PCB
- Minimalkan area lingkaran gerbang
- Pisahkan daya dan ground sinyal
- Gunakan koneksi sumber Kelvin
- Optimalkan penempatan vias termal
Perlindungan Sirkuit
- Menerapkan sirkuit soft-start
- Gunakan snubber yang sesuai
- Tambahkan perlindungan tegangan balik
- Pantau suhu perangkat
Prosedur Diagnostik dan Pengujian
Protokol Pengujian MOSFET Dasar
- Pengujian Parameter Statis
- Tegangan ambang gerbang (VGS(th))
- Resistansi sumber pembuangan (RDS(on))
- Arus bocor gerbang (IGSS)
- Pengujian Dinamis
- Waktu peralihan (ton, toff)
- Karakteristik muatan gerbang
- Kapasitansi keluaran
Layanan Peningkatan Keandalan Winsok
- Tinjauan aplikasi yang komprehensif
- Analisis dan optimasi termal
- Pengujian dan validasi reliabilitas
- Dukungan laboratorium analisis kegagalan
Statistik Keandalan dan Analisis Seumur Hidup
Metrik Keandalan Utama
Tingkat FIT (Kegagalan Waktu)
Jumlah kegagalan per miliar jam perangkat
0,1 – 10 COCOK
Berdasarkan seri MOSFET terbaru Winsok dalam kondisi nominal
MTTF (Waktu Rata-rata Menuju Kegagalan)
Perkiraan seumur hidup dalam kondisi tertentu
>10^6 jam
Pada TJ = 125°C, tegangan nominal
Tingkat Kelangsungan Hidup
Persentase perangkat yang bertahan melampaui masa garansi
99,9%
Pada 5 tahun beroperasi terus menerus
Faktor Penurunan Seumur Hidup
| Kondisi Pengoperasian | Faktor Penurunan | Dampak pada Seumur Hidup |
|---|---|---|
| Suhu (per 10°C di atas 25°C) | 0,5x | pengurangan 50%. |
| Stres Tegangan (95% dari nilai maksimal) | 0,7x | pengurangan 30%. |
| Frekuensi Peralihan (2x nominal) | 0,8x | pengurangan 20%. |
| Kelembapan (85% RH) | 0,9x | pengurangan 10%. |
Distribusi Probabilitas Seumur Hidup
Distribusi Weibull masa pakai MOSFET menunjukkan kegagalan awal, kegagalan acak, dan periode keausan
Faktor Stres Lingkungan
Siklus Suhu
85%
Dampak pada pengurangan seumur hidup
Bersepeda Tenaga
70%
Dampak pada pengurangan seumur hidup
Stres Mekanis
45%
Dampak pada pengurangan seumur hidup
Hasil Pengujian Kehidupan yang Dipercepat
| Jenis Tes | Kondisi | Lamanya | Tingkat Kegagalan |
|---|---|---|---|
| HTOL (Masa Pengoperasian Suhu Tinggi) | 150°C, VDS Maks | 1000 jam | < 0,1% |
| THB (Bias Kelembaban Suhu) | 85°C/85% RH | 1000 jam | < 0,2% |
| TC (Perputaran Suhu) | -55°C hingga +150°C | 1000 siklus | < 0,3% |
Program Penjaminan Mutu Winsok
Tes Penyaringan
- Pengujian produksi 100%.
- Verifikasi parameter
- Karakteristik dinamis
- Inspeksi visual
Tes Kualifikasi
- Penyaringan stres lingkungan
- Verifikasi keandalan
- Pengujian integritas paket
- Pemantauan keandalan jangka panjang
-
Menganalisis MOSFET Peningkatan dan Deplesi
-
Tentang driver MOSFET
-
Tahukah anda definisi MOSFET?
-
Apa prinsip pengoperasian MOSFET?
-
Paket CMS8H1213 MCU Cmsemicon® SSOP24 Batch 24+
-
Cara menentukan MOSFET daya tinggi terbakar...
-
PCM3360Q Komponen elektronik berkinerja tinggi...
-
Pemilihan Tabung Pengalih Paket MOSFET dan ...
-
Peran MOSFET di sirkuit
-
Penjelasan setiap parameter MOSFET daya
-
Bagaimana cara memilih MOSFET?
-
Mengaktifkan Aplikasi Daya Tinggi: Winsok MOSFET...
-
Urutan pinout paket SMD MOSFET yang umum digunakan...
-
Tiga pin MOSFET, bagaimana saya bisa membedakannya...
-
Bagaimana cara membedakan MOSFET...
-
Analisis parameter dan pengukuran MOSFET
