Me preguntaba si un MOSFET de potencia falla debido a un sobrecalentamiento, ¿generalmente se quemará como un circuito abierto o un cortocircuito?
Además, ¿el daño por exceso de temperatura generalmente hace que el óxido de la puerta se escape como una resistencia baja (<100 ohmios)?
Suponiendo que mi respuesta sea correcta, mi intuición estaba equivocada al respecto. La respuesta corta es que esperaría que un MOSFET fallara como un circuito abierto debido a condiciones de sobrecalentamiento.
Este artículo de wikipedia sugiere que:
Aumento de la resistencia del drenaje a la fuente. Se observa en dispositivos de alta temperatura y es causado por interacciones metal-semiconductor, hundimiento de la puerta y degradación del contacto óhmico.
... al menos en circuitos integrados de microondas monolíticos, pero la terminología parece consistente con los MOSFET...
Este otro artículo también sugiere que fallará al abrirse, pero por diferentes razones (fundamentalmente mecánicas):
Exactamente lo que suceda depende de qué tan exceso sea el poder. Puede ser una cocción sostenida. En este caso, el MOSFET se calienta lo suficiente como para desoldarse literalmente. Gran parte del calentamiento del MOSFET a altas corrientes está en los cables, que pueden desoldarse fácilmente sin que falle el MOSFET. Si el calor se genera en el chip, se calentará, pero su temperatura máxima generalmente no está restringida por el silicio, sino por la fabricación. El chip de silicio está unido al sustrato mediante soldadura blanda y es bastante fácil derretirlo y hacer que rezume entre el epoxi y el metal del cuerpo, formando gotas de soldadura. ¡Es posible que esto no destruya el chip!
Por lo general, un MOSFET fallará primero. Esto se debe a que el calor excesivo, por difusión, mezclará los dopantes lo suficiente como para crear un buen conductor en lugar de las barreras pn o np que había originalmente. A menudo, el óxido de la puerta también se incorporará a la difusión, lo que provocará un cortocircuito entre los tres terminales.
Solo si la corriente de cortocircuito después de este primer modo de falla es lo suficientemente alta como para quemar los cables de unión o todo el transistor, hay un circuito abierto.
La compuerta en cortocircuito para drenar es un modo de falla muy común y fácil de probar. A menudo será muy corto o decenas de ohmios. Los mosfets fallados de esta manera también tienden a destruir cualquier circuito integrado que los esté impulsando. Cuando sospecho de mosfets muertos, eso es lo primero que busco.
Adán