¿Qué puede causar un cortocircuito entre la fuente y el drenaje en un FET?

Fondo:

Estoy usando un MOSFET de canal N Si7456CDP en una fuente de alimentación conmutada. La fuente de alimentación y la carga están alojadas en una caja de plástico. Ayer, la fuente de alimentación y la carga funcionaban perfectamente. Esta mañana, cuando llegué a encenderlo, nada funcionó. Ningún poder. Eventualmente, descubrí que la fuente y el drenaje del MOSFET se habían cortocircuitado. Reemplazar el MOSFET solucionó el problema.

Pregunta:

¿Qué podría causar que un MOSFET de canal N falle repentinamente con un cortocircuito de drenaje de fuente?

¿Karma negativo? En serio, tienes suficiente experiencia aquí para saber que esta es una mala pregunta. ¿Cómo se usa el MOSFET en el circuito? ¿Dónde está el diagrama esquemático?
Si bien esta forma de pregunta puede ser mala en general, en este tipo específico de dispositivo hay una clase de falla que debería ser una sospecha automática.
@DaveTweed: no, el punto es mantener la pregunta general y útil para más personas que solo para mí. Debe haber un número limitado de formas en que los MOSFET fallan con esta condición. Los detalles de mi circuito no deberían ser relevantes.
@ChrisStratton - ¿Y eso es...?
Como causa inicial, la falla del óxido de la puerta hace que el dispositivo se encienda solo a la mitad, momento en el que pueden suceder otras cosas divertidas.
El sistema stackexchange se vuelve cada vez más molesto debido a que las personas critican constantemente las preguntas en lugar de tratar de responderlas y ayudar a los demás.

Respuestas (3)

Hay dos mecanismos principales, pero primero un diagrama:

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El cuerpo y la fuente están vinculados, y se eliminaron varias funciones para simplificar.

Escenario 1:

  • Pico de sobretensión en el drenaje, lo que hace que los filamentos, los contactos y los implantes de drenaje se disparen. Puede o no haber causado que los contactos fallen o se fundan, pero las corrientes muy altas pueden provocar la ruptura de la unión D/B. Una vez que la unión está enchufada, se conecta al drenaje del pozo y la fuente ahora está en cortocircuito. Esto solo requiere una avería en un lugar de los transistores.

Escenario 2:

  • Alto voltaje en el drenaje, lo que provoca EOS (sobretensión eléctrica) en el GOX (óxido de la compuerta), particularmente en la compuerta más cercana al drenaje. Es muy probable que esta sea una estructura LDMOS con una estructura de drenaje extendida (lo que significa que el voltaje de la puerta no necesita llegar al mismo voltaje que el drenaje). Una avería en ese extremo de la compuerta puede causar que la compuerta se cortocircuite para drenar. Una vez que se pone en cortocircuito, ahora está esencialmente encendido siempre, pero también, la puerta ahora se conduce a niveles en los que no estaba destinado a estar y la falla se escapa. Esto todavía solo requiere una falla en el transistor.

Hay otros escenarios, pero todos requieren dos fallas.

Este dispositivo es bastante grande y será visible bajo un microscopio. Destapar esto podría ser instructivo.

Eso es en realidad un MOSFET. Los cortocircuitos de la fuente de drenaje son el modo de falla habitual en los MOSFET y generalmente son causados ​​​​por transitorios en la puerta.

Gracias León. Eso es lo que me preguntaba, ¿podría un transitorio en la puerta o algo causar un cortocircuito en SD?

Cualquier cosa que dañe el troquel podría provocar un cortocircuito en la fuente de drenaje. (A veces, el dado se hace añicos).

Esto incluye:

  • Sobre/bajo voltaje excesivo en la puerta
  • Accionamiento de compuerta deficiente/inadecuado que causa fuga térmica
  • Embalamiento térmico en general (pérdida de refrigeración / aire forzado)
  • EOS inducido por avalancha

Sin información de aplicación más específica, es difícil juzgar qué modo podría ser el culpable.

¿Qué puede causar un cortocircuito entre la fuente y el drenaje en un FET?
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