MOSFET在开关电源中常见的失效原因及解决办法

先总结下失效的分类；

1：雪崩失效（电压失效），也就是我们常说的漏源间的BVdss电压超过MOSFET的额定电压，并且超过达到了一定的能力从而导致MOSFET失效。

2：SOA失效（电流失效），既超出MOSFET安全工作区引起失效，分为Id超出器件规格失效以及Id过大，损耗过高器件长时间热积累而导致的失效。

3：体二极管失效：在桥式、LLC等有用到体二极管进行续流的拓扑结构中，由于体二极管遭受破坏而导致的失效。

4：谐振失效：在并联使用的过程中，栅极及电路寄生参数导致震荡引起的失效。

5：静电失效：在秋冬季节，由于人体及设备静电而导致的器件失效。

6：栅极电压失效：由于栅极遭受异常电压尖峰，而导致栅极栅氧层失效。

先简单总结这几点，欢迎大家参与讨论。

关于雪崩的相关内容，30楼已进行简单总结，欢迎大家讨论。

楼主总结的很详细，很到位啊！

多谢各位的关注

等到20楼了就开始依次回答各位的问题和电路上的解决办法及器件的选择注意事项

栅极的异常高压来源主要有以下3种原因：

1：在生产、运输、装配过程中的静电。

2：由器件及电路寄生参数在电源系统工作时产生的高压谐振。

3：在高压冲击时，高电压通过Ggd传输到栅极（在雷击测试时，这种原因导致的失效较为常见）。

至于PCB污染等级、电气间隙及其它高压击穿IC后进入栅极等现象就不做过多解释。

我遇到的情况比较特殊：

应用：

N MOSFET 多管并联，G S 采用高端驱动，驱动电压12V（G S之间有15V稳压管）,  D S最高电压26V（24V 锂电池组），MOSFET用来做开关用途，负载设备是电机（输出端已经加了防止电机产生反压的二极管），峰值电流接近1000A，平均负载电流400A-500A。

失效情况：

最近客户退回一些不良品，MOSFET 发觉G D击穿，D S 是好的，这种现象很奇怪。

请帮忙分析此失效机理。

谢谢！

26楼的连长您好！你的情况比较特殊，您是应用于电动车控制领域吧，对该领域我涉足不多，也无相关电路图做参考，难以展开系统分析。但就MOSFET并联使用这一块有点小小的建议供您参考。

1：LAYOUT要注意均流。

2：器件选择要尽量选择RDSON、跨导、Vth、Rg、开关时间等参数一致性高的器件，这些参数决定了器件并联使用的可靠性。

至于您讲的D-S好，G-D击穿确实比较少见。不知您是否是通过万用表判断管脚好好坏的，具体是通过电阻档还是二极管档测试D-S正常的（这种判断方式有局限性）。

G-D击穿有可能是电机感应电动势通过Cgd电容耦合到栅极，导致Cgd失效。但仅是怀疑，具体失效原因可以从电路图上进行分析，或通过第三方的器件检测机构协助做器件分析。检测机构我知道的有

西安功率器件测试应用中心、广州赛宝等实验室。

到底什么是雪崩失效呢，简单来说MOSFET在电源板上由于母线电压、变压器反射电压、漏感尖峰电压等等系统电压叠加在MOSFET漏源之间，导致的一种失效模式。简而言之就是由于就是MOSFET漏源极的电压超过其规定电压值并达到一定的能量限度而导致的一种常见的失效模式。

下面的图片为雪崩测试的等效原理图，做为电源工程师可以简单了解下。

可能我们经常要求器件生产厂家对我们电源板上的MOSFET进行失效分析，大多数厂家都仅仅给一个EAS.EOS之类的结论，那么到底我们怎么区分是否是雪崩失效呢，下面是一张经过雪崩测试失效的器件图，我们可以进行对比从而确定是否是雪崩失效。

雪崩失效归根结底是电压失效，因此预防我们着重从电压来考虑。具体可以参考以下的方式来处理。

1：合理降额使用，目前行业内的降额一般选取80%-95%的降额，具体情况根据企业的保修条款及电路关注点进行选取。

2：合理的变压器反射电压。

3：合理的RCD及TVS吸收电路设计。

4：大电流布线尽量采用粗、短的布局结构，尽量减少布线寄生电感。

5：选择合理的栅极电阻Rg。

6：在大功率电源中，可以根据需要适当的加入RC减震或齐纳二极管进行吸收。

楼主，我有以下几个问题请教：

（1）雪崩失效是不是可以认为属于SOA失效

（2）如何判断是体二极管失效还是电压失效，我认为失效现象是一样的，即DS短路。

（3）并联谐振失效有哪些失效现象，如果只是栅极电压谐振，那应该也属于栅极电压失效。