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MOS管是一種通過電壓來控制電流的器件，具有柵極輸入阻抗高、導通壓降小、開關速度快等優(yōu)點，常用在開關電源領域。作為開關電路中的核心功率器件，MOS管會由于受到異常電應力而發(fā)生失效，雪崩失效是典型的一種。

相關試驗表明，MOS管雪崩失效具有明顯形貌特征：燒毀點通常位于芯片中間靠近源極內鍵合點位置，以擊穿點為中心形成圓形熱斑，典型形貌見圖1和圖2。

圖1 MOS管雪崩擊穿燒毀形貌

圖2 MOS管雪崩擊穿位置放大形貌

MOS管雪崩失效的原因，與其內部存在寄生二極管、三極管有關，如圖3。在開關電源中，由于變壓器線圈的感性作用，MOS管關斷時，會在MOS管漏、源極形成一個反峰電壓。當這個電壓超過MOS管的擊穿電壓V(BR)DSS，內部載流子雪崩式倍增。當雪崩能量超出了MOS管的承受能力，就會導致內部芯片擊穿燒毀。

圖3 MOS管體內等效電路

為了確認選用的MOS管能否滿足需求，可以根據圖4所示電路，對MOS管進行測試。待測MOS管和S1同時導通，電源電壓加在電感器上，電感器激磁，其電流線性上升。經導通時間T1后，同時關斷MOS管和S1，檢測MOS管是否發(fā)生失效。

圖4 MOS管雪崩耐量測試電路

 雪崩能量與電感值、起始的電流值有關，具體數據可采用專用設備進行測試，如ITC55100。測試結果通過曲線一目了然：測試合格的如圖5；測試不合格的如圖6，MOS管關斷時，漏極電流出現(xiàn)拐點，漏極電壓降至零，此時MOS管已經發(fā)生失效。

   圖5 MOS 管雪崩測試合格

圖6 MOS 管雪崩測試不合格

在具體的開關電源電路中，MOS管可能是在負載短路后的瞬間發(fā)生雪崩失效，也可能是在長期使用過程中經歷多次雪崩擊穿后再發(fā)生失效。為了保護MOS管，可以在MOS管和變壓器上兩端設置緩沖吸收電路，對尖峰電壓進行吸收，如圖7和圖8。

  圖7 MOS 管的緩沖吸收電路

圖8 變壓器緩沖吸收電路

可見，MOS 管發(fā)生雪崩失效與其自身特性有關。實際的工程應用中，功率器件會降額，從而留有足夠的電壓余量。通過增加緩沖吸收電路，進一步避免或延緩其失效的發(fā)生。