MOSFET Failure Analysis: Understanding, Prevention, and Solutions

Hōʻikeʻike wikiwiki:Hiki i nā MOSFET ke hāʻule ma muli o nā koʻikoʻi uila, wela, a me nā koʻikoʻi mechanical. He mea koʻikoʻi ka hoʻomaopopo ʻana i kēia mau ʻano hemahema no ka hoʻolālā ʻana i nā ʻōnaehana uila uila hilinaʻi. Ke ʻimi nei kēia alakaʻi piha i nā ʻano hana hemahema maʻamau a me nā hoʻolālā pale.

Nā ʻano hoʻoheheʻe MOSFET maʻamau a me nā kumu kumu

1. Nā hāʻule e pili ana i ka Voltage

ʻO ka haki ʻana o ka ʻīpuka oxide
Haʻihaʻi ʻauwaha
Kuʻi ʻana
Poino hoʻokuʻu static

2. Nā hāʻule pili wela

Haʻihaʻi lua
Huka wela
delamination pūʻolo
Hoʻokuʻu ʻia ka uea paʻa

ʻAno hāʻule	Nā kumu kumu	Nā hōʻailona hoʻolaha	Nā Hana Kāohi
ʻO ka Haʻihaʻi ʻana o ka ʻOxide	Nui nā hanana VGS, ESD	Hoʻonui i ka leakage puka	ʻO ka pale uila puka, nā ana ESD
Holoi wela	Ka hoʻoheheʻe mana nui	ʻO ka piʻi ʻana o ka mahana, hoʻemi ʻia ka māmā hoʻololi	Hoʻolālā wela kūpono, derating
Haʻihaʻi Avalanche	ʻO nā wili uila, ka hoʻololi inductive unclampded	Kaapuni pōkole punawai	Nā kaapuni snubber, nā puʻu uila

Na Winsok's Robust MOSFET Solutions

ʻO kā mākou hanauna hou loa o MOSFET e hōʻike ana i nā mīkini pale holomua:

SOA i hoʻonui ʻia (Wāhi Hana Palekana)
Hoʻonui i ka hana wela
Palekana ESD i kūkulu ʻia
Nā hoʻolālā i helu ʻia e Avalanche

E ʻimi i ka moʻo MOSFET i pale ʻia

Nānā Kūikawā o nā Mekani Haole

ʻO ka Haʻihaʻi ʻana o ka ʻOxide

Nā ʻāpana koʻikoʻi:

Kiekie Puke-Puna Voltage: ± 20V maʻamau
ʻO ka mānoanoa o ka puka oxide: 50-100nm
Ka Mākaʻikaʻi Māhele Hoʻohaʻahaʻa: ~10 MV/cm

Nā hana pale:

E hoʻokō i ka hoʻopili uila puka
E hoʻohana i nā mea pale puka puka
E hoʻouka i nā diodes TVS
Nā hana hoʻolālā PCB kūpono

Hooponopono wela a me ka pale ole

ʻAno pūʻolo	Max Junction Temp	Manaʻo ʻia ʻo Derating	Hoʻoluʻu Hoʻoluʻu
TO-220	175°C	25%	Heatsink + Peʻahi
D2PAK	175°C	30%	Wahi Copper Nui + Heatsink koho
SOT-23	150°C	40%	PCB Ninii keleawe

Nā Manaʻo Hoʻolālā Pono no ka Pono MOSFET

Hoʻolālā PCB

E hōʻemi i ka ʻāpana puka puka
E hoʻokaʻawale i ka mana a me nā kahua hōʻailona
E hoʻohana i ka pilina kumu Kelvin
E hoʻonui i ka hoʻokomo ʻana o thermal vias

Kaapuni Kaapuni

E hoʻokō i nā kaapuni hoʻomaka palupalu
E hoʻohana i nā snubbers kūpono
E hoʻohui i ka pale uila hoʻohuli
Mākaʻikaʻi i ka wela o ka mea hana

ʻO ke kaʻina hana diagnostic a me ka hoʻāʻo

Kūkākūkā hoʻāʻo MOSFET kumu

Hoʻāʻo ʻana i nā ʻāpana ʻokoʻa
- Volta pani puka puka (VGS(th))
- ʻO ke kumu hoʻokahe ma ke kūʻē (RDS(on))
- ʻĀnō leakage puka (IGSS)
ʻO ka hoʻāʻo ʻana
- Nā manawa hoʻololi (ton, toff)
- ʻO nā hiʻohiʻona uku puka
- Ka mana hoʻopuka

Nā lawelawe hoʻonui hilinaʻi o Winsok

ʻO ka loiloi noiʻi piha
ʻIke wela a me ka manaʻo maikaʻi
ʻO ka ho'āʻo pono a me ka hōʻoia
Kākoʻo keʻena hoʻokolohua hāʻule

Noi i ka hooponopono ana
Kākoʻo ʻenehana

ʻIkepili Paʻa a me ka Nānā Ola

Nā anana hilinaʻi nui

Ka helu FIT (Holo i ka manawa)

Ka helu o nā hāʻule no kēlā me kēia piliona mīkini-hola

0.1 – 10 FIT

Ma muli o ka moʻo MOSFET hou loa o Winsok ma lalo o nā kūlana nominal

MTTF (Mean Time To Failure)

Ke ola i manaʻo ʻia ma lalo o nā kūlana kikoʻī

>10^6 hola

Ma ka TJ = 125 ° C, ka uila helu

Ka helu ola

Ka pākēneka o nā mea hana e ola ana ma mua o ka manawa hoʻokō

99.9%

Ma 5 mau makahiki o ka hana mau

Nā mea hoʻoemi ola

Kūlana hana	Ke kumu hoʻohaʻahaʻa	Ka hopena i ke ola
Ka wela (ma 10°C ma luna o 25°C)	0.5x	50% hoemi
ʻO ke koʻikoʻi (95% o ka helu kiʻekiʻe)	0.7x	30% hoemi
Hoʻololi pinepine (2x nominal)	0.8x	20% hoemi
Kaha (85% RH)	0.9x	10% hoemi

Ka Hoʻohālua Ola Loa

Weibull ka hāʻawi ʻana o MOSFET i ke ola holoʻokoʻa e hōʻike ana i nā hāʻule mua, nā hemahema ʻole, a me ka wā pau

Nā Kūlana Kūlohelohe

Kaʻa Paʻa Paʻa

85%

Ka hopena i ka ho'ēmi ola

Kaa Paikikala

70%

Ka hopena i ka ho'ēmi ola

Hoʻoikaika Mechanical

45%

Ka hopena i ka ho'ēmi ola

Nā hopena ho'āʻo ola wikiwiki

ʻAno hoʻāʻo	Nā kūlana	Ka lōʻihi	Ka helu hāʻule
HTOL (Ke ola hana wela kiʻekiʻe)	150°C, Max VDS	1000 hola	< 0.1%
THB.	85°C/85% RH	1000 hola	< 0.2%
TC (Kaiikikini Mahana)	-55°C a i +150°C	1000 pōʻaiapuni	< 0.3%