FETのドレイン-ソース間ショートの原因は何ですか？

バックグラウンド：

スイッチング電源でSi7456CDP NチャネルMOSFET を使用しています。電源と負荷は、プラスチックの筐体に収容されています。昨日、電源と負荷は完全に機能していました。今朝、私が電源を入れに来たとき、何も機能しませんでした。力がない。最終的に、MOSFETのソースとドレインが一緒に短絡していることを発見しました。MOSFETを交換すると、問題が修正されました。

質問：

NチャネルMOSFETがソース-ドレイン間短絡で​​突然故障する原因は何ですか？

2つの主要なメカニズムがありますが、最初に図を示します。

ボディとソースは結び付けられており、簡単にするためにいくつかの機能が削除されています。

シナリオ1：

• ドレインの過電圧スパイクにより、フィラメント、コンタクト、ドレインインプラントにスパイクが発生します。ITが原因で接点が故障/溶融する場合とそうでない場合がありますが、非常に高い電流はD / B接合部の破壊を引き起こす可能性があります。ジャンクションがスパイクされると、ウェルのドレインに接続され、ソースが短絡されます。これには、トランジスタの1つの場所でのブレークダウンのみが必要です。

シナリオ2：

• ドレインの高電圧。特にドレインに最も近いゲートで、GOX（ゲート酸化物）にEOS（電気的過負荷）を引き起こします。これは、ドレイン構造が拡張されたLDMOS構造である可能性が非常に高い（つまり、ゲート電圧をドレインと同じ電圧にする必要はない）。ゲートのその端でブレークダウンが発生すると、ゲートが短絡してドレインする可能性があります。短絡すると、本質的に常にオンになりますが、ゲートは本来意図されていなかったレベルに駆動され、障害はなくなります。これは、トランジスタに1つの障害のみを必要とします。

他のシナリオもありますが、それらにはすべて2つの障害が必要です。

このデバイスはかなり大きく、顕微鏡で見ることができます。これを取り除くことは有益かもしれません。

それは実際にはMOSFETです。ドレイン-ソース間の短絡は、MOSFETの通常の故障モードであり、通常はゲートの過渡現象によって引き起こされます。

ダイに損傷を与えるものはすべて、ドレイン-ソース間短絡につながる可能性があります。（時々、ダイスが鍛冶屋に吹き飛ぶ。）

これも：

• ゲートでの過剰/過電圧
• 熱暴走の原因となる不十分/不適切なゲート駆動
• 一般的な熱暴走（冷却損失/強制空気）
• 雪崩によるEOS

より具体的なアプリケーション情報がなければ、どのモードが原因かを判断するのは困難です。