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[導讀]對于攻城獅而言，MOS管算不上陌生，遇到電源設計或者驅動方面的電路，難免會用到它，當然，MOS管也有很多種類和作用。其實MOS管是一個ESD敏感器件，它本身的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電，又因在靜電較強的場合難于泄放電荷，容易引起...

對于攻城獅而言，MOS管算不上陌生，遇到電源設計或者驅動方面的電路，難免會用到它，當然，MOS管也有很多種類和作用。

其實MOS管是一個ESD敏感器件，它本身的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電，又因在靜電較強的場合難于泄放電荷，容易引起靜電擊穿，所以很菜！

01靜電擊穿有兩種方式

一是電壓型，即柵極的薄氧化層發(fā)生擊穿，形成針孔，使柵極和源極間短路，或者使柵極和漏極間短路；
二是功率型，即金屬化薄膜鋁條被熔斷，造成柵極開路或者是源極開路。

現(xiàn)在的mos管沒有那么容易被擊穿，尤其是大功率的vmos，主要是不少都有二極管保護，vmos柵極電容大，所以感應不出高壓，若是冬天碰3DO型的mos管不帶防靜電手環(huán)，基本上摸一個掛一個。與干燥的北方不同，南方潮濕不易產(chǎn)生靜電，還有就是現(xiàn)在大多數(shù)CMOS器件內部已經(jīng)增加了IO口保護，但用手直接接觸CMOS器件管腳不是好習慣，至少使管腳可焊性變差。靜電放電形成的是短時的大電流，放電脈沖的時間常數(shù)遠小于器件散熱的時間常數(shù)，因此，當靜電放電電流通過面積很小的pn結或肖特基結時，將產(chǎn)生很大的瞬間功率密度，形成局部過熱。這有可能使局部結溫達到甚至超過材料的本征溫度，使結區(qū)局部或多處熔化導致pn結短路，器件徹底失效，這種失效的發(fā)生與否，主要取決于器件內部區(qū)域的功率密度，功率密度越小，說明器件越不易受到損傷。反偏pn結比正偏pn結更容易發(fā)生熱致失效，在反偏條件下使結損壞所需要的能量只有正偏條件下的十分之一左右。這是因為反偏時，大部分功率消耗在結區(qū)中心，而正偏時，則多消耗在結區(qū)外的體電阻上。對于雙極器件，通常發(fā)射結的面積比其它結的面積都小，而且結面也比其它結更靠近表面，所以常常觀察到的是發(fā)射結的退化。此外，擊穿電壓高于100V或漏電流小于1nA的pn結(如JFET的柵結)，比類似尺寸的常規(guī)pn結對靜電放電更加敏感。所有的東西是相對的，不是絕對的，MOS管只是相對其它的器件要敏感些，ESD有一個很大的特點就是隨機性，并不是沒有碰到MOS管都能夠把它擊穿，另外，就算是產(chǎn)生ESD，也不一定會把管子擊穿。02靜電的基本物理特征

有吸引或排斥的力量;
有電場存在，與大地有電位差;
會產(chǎn)生放電電流。

這三種情形，即ESD一般會對電子元件造成以下三種情形的影響：

電子元件吸附灰塵，改變線路間的阻抗，影響元件的功能和壽命;
因電場或電流破壞元件絕緣層和導體，使元件不能工作(完全破壞);
因瞬間的電場軟擊穿或電流產(chǎn)生過熱，使元件受傷，雖然仍能工作，但是壽命受損。

所以ESD對MOS管的損壞可能是一和三這兩種情況，并不一定每次都是第二種情況，上述這三種情況中，如果元件完全破壞，必能在生產(chǎn)及品質測試中被察覺而排除，影響較少。
如果元件輕微受損，在正常測試中不易被發(fā)現(xiàn)，在這種情形下，常會因經(jīng)過多次加工，甚至已在使用時，才被發(fā)現(xiàn)破壞，不但檢查不易，而且損失亦難以預測，靜電對電子元件產(chǎn)生的危害不亞于嚴重火災和爆炸事故的損失。03MOS管被擊穿的原因及解決方案第一、MOS管本身的輸入電阻很高，而柵源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電，而少量電荷就可在極間電容上形成相當高的電壓 (U=Q/C)，將管子損壞。雖然MOS輸入端有抗靜電的保護措施，但仍需小心對待，在存儲和運輸中最好用金屬容器或者導電材料包裝，不要放在易產(chǎn)生靜電高壓的化工材料或化纖織物中。組裝調試時，工具、儀表、工作臺等均應良好接地，要防止操作人員的靜電干擾造成的損壞，如不宜穿尼龍、化纖衣服，手或工具在接觸集成塊前最好也先接一下地。第二、MOS電路輸入端的保護二極管，其通時電流容限一般為1mA，在可能出現(xiàn)過大瞬態(tài)輸入電流(超過10mA)時，應串接輸入保護電阻，因此應用時可選擇一個內部有保護電阻的MOS管應。還有，由于保護電路吸收的瞬間能量有限，太大的瞬間信號和過高的靜電電壓將使保護電路失去作用，所以焊接時電烙鐵必須可靠接地，以防漏電擊穿器件輸入端，一般使用時，可斷電后利用電烙鐵的余熱進行焊接，并先焊其接地管腳。MOS管是電壓驅動元件，所以對電壓很敏感，懸空的G很容易接受外部干擾使MOS導通，外部干擾信號對G-S結電容充電，這個微小的電荷可以儲存很長時間。在試驗中G懸空很危險，很多就因為這樣爆管，G接個下拉電阻對地，旁路干擾信號就不會直通了，一般可以10~20K，這個電阻稱為柵極電阻。

作用1：為場效應管提供偏置電壓;
作用2：起到瀉放電阻的作用(保護柵極G~源極S)。

第一個作用好理解，這里解釋一下第二個作用的原理：保護柵極G，源極S，場效應管的G-S極間的電阻值是很大的，這樣只要有少量的靜電就能使他的G-S極間的等效電容兩端產(chǎn)生很高的電壓，如果不及時把這些少量的靜電瀉放掉，他兩端的高壓就有可能使場效應管產(chǎn)生誤動作，甚至有可能擊穿其G-S極。這時柵極與源極之間加的電阻就能把上述的靜電瀉放掉，從而起到了保護場效應管的作用。所以當MOS管被擊穿時，你應該知道該怎么處理?。?！# 留言區(qū)福利 #
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