PMOS通常用在高端開關、源極接電源、柵極驅(qū)動電壓相對源極為負,且工作在關閉狀態(tài)下電壓應力最大,容易導致Vgs過壓(柵源擊穿)、Vds(漏源擊穿)。以下分別分析兩者被擊穿的原因:
核心狀態(tài):關閉狀態(tài)
在PMOS作為高端開關且完全關斷時:
Vgs ≈ 0V (假設柵極被驅(qū)動電路拉到地電位)
Vds ≈ -VDD (漏極為輸入電壓,源極為輸出電壓/負載端;對于PMOS,關斷時Vds為負值,其絕對值等于電源電壓)。
01
Vgs過壓(柵源擊穿)
直接原因:Pmos管驅(qū)動電壓直接超過規(guī)格書范圍(例如,用24V驅(qū)動20V的管子)
間接原因:
驅(qū)動柵極引線過長,與地平面形成寄生電感。在關斷瞬間產(chǎn)生反電動勢疊加原本驅(qū)動電壓上,從而超過耐壓值。
源極電位突變引起的“米勒耦合”效應:當漏極電位因負載或干擾發(fā)生劇烈跳變(dV/dt很高)時,這個變化會通過柵漏寄生電容Cgd耦合到柵極,導致柵極電壓被“撬動”,可能瞬間超出安全范圍。這在有感性負載的電路中很常見。
靜電放電:人體或工具攜帶的靜電直接注入柵極引腳,電壓可達數(shù)千伏,足以立即擊穿柵氧。
02
Vds(漏源擊穿)
直接原因:漏源級電壓差直接超過VDD,甚至超過規(guī)格書范圍、漏源級流過的電流超過規(guī)格書范圍。
間接原因:
應用于感性負載開關時,漏源級電壓疊加反電動勢電壓,從而燒毀。當處于關斷狀態(tài)時,反向電動勢加強,且反向電動勢極性為下正上負,mos管漏極存在一個大的負過沖電壓,Vds大幅度拉高從而在容易超過PMOS管的Vds(max),導致器件被瞬間擊穿損壞。
應用于感性負載開關時,關斷狀態(tài)下,電感電流急劇變化(di/dt極大),極其容易超過規(guī)格范圍。
電源電壓突變:熱插拔、電網(wǎng)波動、其他大功率設備啟停導致電源線上出現(xiàn)浪涌電壓。
總結:在設計PMOS開關電路時,必須對這兩個電壓應力路徑分別進行針對性防護。
-
驅(qū)動電路
+關注
關注
160文章
1630瀏覽量
111943 -
PMOS
+關注
關注
4文章
274瀏覽量
31731 -
VDD
+關注
關注
1文章
319瀏覽量
37441
發(fā)布評論請先 登錄
PMOS低電平驅(qū)動電路設計
增強型PMOS管開啟電壓Vgs疑問
關于NPN管控制PMOS管的問題
Pmos關閉狀態(tài)下,源極輸入5v,漏極空載(斷開)的輸出電壓應該是多少?
運放設計中如何調(diào)整到所預設的Vds?
PMOS管應用
PMOS管的相關資料分享
利用NMOS管和PMOS管做開關控制電路
探析在ON狀態(tài)下的MOSFET和三極管有何區(qū)別
NMOS管和PMOS管開關控制電路原理及應用
驅(qū)動篇 -- PMOS管應用
PMOS管在關閉狀態(tài)下Vgs和Vds過壓損壞分析
評論