Qu'est-ce qui peut provoquer un court-circuit Drain-Source dans un FET?

Contexte:

J'utilise un MOSFET Si7456CDP à canal N dans une alimentation à découpage. L'alimentation et la charge sont logées dans un boîtier en plastique. Hier, l'alimentation et la charge fonctionnaient parfaitement. Ce matin, quand je suis venu le mettre sous tension, rien n'a fonctionné. Aucune puissance. Finalement, j'ai découvert que la source et le drain du MOSFET avaient été court-circuités ensemble. Le remplacement du MOSFET a résolu le problème.

Question:

Qu'est-ce qui pourrait provoquer la défaillance soudaine d'un MOSFET à canal N avec un court-circuit source-drain?

— Rocketmagnet
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Mauvais karma? Sérieusement, vous avez suffisamment d'expérience ici pour savoir que c'est une mauvaise question. Comment le MOSFET est-il utilisé dans le circuit? Où est le diagramme schématique?

— Dave Tweed

Bien que cette forme de question puisse être mauvaise en général, dans ce type spécifique de périphérique, il existe une classe de défaillance qui devrait être un soupçon automatique.

— Chris Stratton

@DaveTweed - Non, il s'agit de garder la question générale et utile à plus de gens qu'à moi-même. Il doit y avoir un nombre limité de façons dont les MOSFET échouent avec cette condition. Les détails de mon circuit ne devraient pas être pertinents.

— Rocketmagnet

@ChrisStratton - Et c'est ...?

— Rocketmagnet

En tant que cause initiale, une défaillance de l'oxyde de grille conduisant l'appareil à s'allumer à mi-chemin, auquel cas d'autres choses amusantes peuvent se produire.

— Chris Stratton

Réponses:

Il existe deux mécanismes principaux mais d'abord un schéma:

entrez la description de l'image ici

Le corps et la source sont liés, et plusieurs fonctionnalités sont supprimées pour plus de simplicité.

Scénario 1:

Pointe de surtension sur le drain, provoquant un pic des filaments et des contacts et des implants de drain. IT peut ou non provoquer une défaillance / fusion des contacts, mais des courants très élevés peuvent provoquer une panne de la jonction D / B. Une fois la jonction enfoncée, elle est connectée au drain de puits et la source est maintenant court-circuitée. Cela ne nécessite qu'une panne à un endroit des transistors

Scénario 2:

Tension élevée sur le drain, provoquant EOS (Surtension électrique) sur le GOX (Gate Oxide) en particulier sur la grille la plus proche du drain. Il s'agit très probablement d'une structure LDMOS avec une structure de drain étendue (ce qui signifie que la tension de grille n'a pas besoin d'atteindre la même tension que le drain). Une panne à cette extrémité du portail peut entraîner un court-circuitage du drain. Une fois qu'elle est court-circuitée, elle est maintenant essentiellement activée en permanence, mais aussi, la porte est maintenant entraînée à des niveaux auxquels elle n'était pas destinée et l'échec s'enfuit. Cela ne nécessite encore qu'un seul défaut dans le transistor.

Il existe d'autres scénarios mais ils nécessitent tous deux défauts.

Cet appareil est assez grand et sera visible au microscope. Le débouclage pourrait être instructif.

— espace réservé
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C'est en fait un MOSFET. Les courts-circuits drain-source sont le mode de défaillance habituel dans les MOSFET et sont généralement causés par des transitoires sur la grille.

— Leon Heller
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Merci Léon. C'est ce que je me demandais, un transitoire à la porte ou quelque chose pourrait-il provoquer un court-circuit SD.

— Rocketmagnet

Tout ce qui endommage la filière peut entraîner un court-circuit de la source de vidange. (Parfois, le dé se brise en morceaux.)

Ceci comprend:

Sur / sous tension excessive à la porte
Entraînement du portail médiocre / incorrect entraînant un emballement thermique
Emballement thermique en général (perte de refroidissement / air forcé)
EOS induite par une avalanche

Sans informations d'application plus spécifiques, il est difficile de juger quel mode pourrait être le coupable.

— Adam Lawrence
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