O que pode causar um curto-fonte de drenagem em um FET?

Fundo:

Estou usando um MOSFET de canal N Si7456CDP em uma fonte de alimentação comutada. A fonte de alimentação e a carga estão alojadas em um gabinete de plástico. Ontem, a fonte de alimentação e a carga estavam funcionando perfeitamente. Hoje de manhã, quando liguei, nada funcionou. Nenhum poder. Eventualmente, descobri que a fonte e o dreno do MOSFET haviam entrado em curto. A substituição do MOSFET resolveu o problema.

Questão:

O que poderia causar um MOSFET de canal N falhar repentinamente com um curto dreno de fonte?

— Rocketmagnet
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Carma ruim? Sério, você tem experiência suficiente aqui para saber que esta é uma pergunta ruim. Como o MOSFET está sendo usado no circuito? Onde está o diagrama esquemático?

— Dave Tweed

Embora essa forma de pergunta possa ser ruim em geral, nesse tipo específico de dispositivo há uma classe de falha que deve ser uma suspeita automática.

— Chris Stratton

@DaveTweed - Não, o objetivo é manter a pergunta geral e útil para mais pessoas do que apenas para mim. Deve haver um número limitado de maneiras pelas quais os MOSFETs falham com essa condição. Os detalhes do meu circuito não devem ser relevantes.

— Rocketmagnet 27/03

@ ChrisStratton - E isso é ...?

— precisa

Como causa inicial, a falha do óxido de porta levando o dispositivo a se ligar no meio do caminho, quando outras coisas divertidas podem acontecer.

— precisa

Respostas:

Existem dois mecanismos principais, mas primeiro um diagrama:

insira a descrição da imagem aqui

Corpo e fonte são interligados e vários recursos são removidos por simplicidade.

Cenário 1:

Pico de sobretensão no dreno, causando filamentos e contatos e implantes de drenagem. A TI pode ou não ter causado a falha / derretimento dos contatos, mas correntes muito altas podem causar falha na junção D / B. Depois que a junção é disparada, ela é conectada ao dreno do poço e a fonte fica em curto. Isso requer apenas quebra em um local nos transistores

Cenário 2:

Alta tensão no dreno, causando EOS (Sobretensão elétrica) no GOX (óxido de porta), particularmente no portão mais próximo do dreno. Muito provavelmente, essa é uma estrutura LDMOS com uma estrutura de dreno estendida (o que significa que a tensão do portão não precisa ter a mesma voltagem que o dreno). A quebra na extremidade do portão pode causar um curto-circuito no portão. Depois de curto-circuito, agora está essencialmente sempre ativo, mas também, o portão agora é levado a níveis em que não se destinava e a falha se esvai. Isso ainda requer apenas uma falha no transistor.

Existem outros cenários, mas todos eles exigem duas falhas.

Este dispositivo é bastante grande e será visível ao microscópio. Descobrir isso pode ser instrutivo.

— espaço reservado
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Isso é realmente um MOSFET. Os curtos da fonte de drenagem são o modo de falha usual nos MOSFETs e geralmente são causados por transitórios no portão.

— Leon Heller
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Obrigado Leon. Era isso que eu queria saber, poderia um transitório no portão ou algo assim causar um SD curto.

— precisa

Qualquer coisa que danifique o dado pode levar a um curto-circuito na fonte de drenagem. (Às vezes, o dado se funde em pedacinhos.)

Isso inclui:

Sobretensão / subtensão excessiva no portão
Unidade de portão ruim / inadequada, causando fuga térmica
Fuga térmica em geral (perda de resfriamento / ar forçado)
EOS induzida por avalanche

Sem informações mais específicas sobre o aplicativo, é difícil julgar qual modo pode ser o culpado.

— Adam Lawrence
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