MOS管防靜電解決方法
電子元件及產(chǎn)品在什么情況下會遭受靜電破壞呢?
可以這么說:電子產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用的全過程都遭受靜電破壞的威脅。從器件制造到插件裝焊、整機(jī)裝聯(lián)、包裝運(yùn)輸直至產(chǎn)品應(yīng)用,都在靜電的威脅之下。
在整個(gè)電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,每一個(gè)階段中的每一個(gè)小步驟,靜電敏感元件都可能遭受靜電的影響或受到破壞,而實(shí)際上最主要而又容易疏忽的一點(diǎn)卻是在元件的傳送與運(yùn)輸?shù)倪^程。
在這個(gè)過程中,運(yùn)輸因移動容易暴露在外界電場(如經(jīng)過高壓設(shè)備附近、工人移動頻繁、車輛迅速移動等)產(chǎn)生靜電而受到破壞,所以傳送與運(yùn)輸過程需要特別注意,以減少損失。
MOS管被擊穿的原因及解決方案如下:
第一、MOS管本身的輸入電阻很高,而柵-源極間電容又非常小,所以極易受外界電磁場或靜電的感應(yīng)而帶電,而少量電荷就可在極間電容上形成相當(dāng)高的電壓(U=Q/C),將管子損壞。
雖然MOS輸入端有抗靜電的保護(hù)措施,但仍需小心對待,在存儲和運(yùn)輸中最好用金屬容器或者導(dǎo)電材料包裝,不要放在易產(chǎn)生靜電高壓的化工材料或化纖織物中。
組裝、調(diào)試時(shí),工具、儀表、工作臺等均應(yīng)良好接地。要防止操作人員的靜電干擾造成的損壞,如不宜穿尼龍、化纖衣服,手或工具在接觸集成塊前最好先接一下地。對器件引線矯直彎曲或人工焊接時(shí),使用的設(shè)備必須良好接地。
第二、MOS電路輸入端的保護(hù)二極管,其導(dǎo)通時(shí)電流容限一般為1mA 在可能出現(xiàn)過大瞬態(tài)輸入電流(超過10mA)時(shí),應(yīng)串接輸入保護(hù)電阻。
而在初期設(shè)計(jì)時(shí)沒有加入保護(hù)電阻,所以這也是MOS管可能擊穿的原因,而通過更換一個(gè)內(nèi)部有保護(hù)電阻的MOS管應(yīng)可防止此種失效的發(fā)生。
還有由于保護(hù)電路吸收的瞬間能量有限,太大的瞬間信號和過高的靜電電壓將使保護(hù)電路失去作用。所以焊接時(shí)電烙鐵必須可靠接地,以防漏電擊穿器件輸入端,一般使用時(shí),可斷電后利用電烙鐵的余熱進(jìn)行焊接,并先焊其接地管腳。
靜電的基本物理特征為:有吸引或排斥的力量;有電場存在,與大地有電位差;會產(chǎn)生放電電流。這三種情形會對電子元件造成以下影響:
1.元件吸附灰塵,改變線路間的阻抗,影響元件的功能和壽命。
2.因電場或電流破壞元件絕緣層和導(dǎo)體,使元件不能工作(完全破壞)。
3.因瞬間的電場軟擊穿或電流產(chǎn)生過熱,使元件受傷,雖然仍能工作,但是壽命受損。
上述這三種情況中,如果元件完全破壞,必能在生產(chǎn)及品質(zhì)測試中被察覺而排除,影響較少。
如果元件輕微受損,在正常測試中不易被發(fā)現(xiàn),在這種情形下,常會因經(jīng)過多次加工,甚至已在使用時(shí),才被發(fā)現(xiàn)破壞,不但檢查不易,而且損失亦難以預(yù)測。靜電對電子元件產(chǎn)生的危害不亞于嚴(yán)重火災(zāi)和爆炸事故的損失。
MOS管防靜電保護(hù)電路圖
MOS管是屬于絕緣柵場效應(yīng)管,柵極是無直流通路,輸入阻抗極高,極易引起靜電荷聚集,產(chǎn)生較高的電壓將柵極和源極之間的絕緣層擊穿。
早期生產(chǎn)的MOS管大都沒有防靜電的措施,所以在保管及應(yīng)用上要非常小心,特別是功率較小的MOS管,由于功率較小的MOS管輸入電容比較小,接觸到靜電時(shí)產(chǎn)生的電壓較高,容易引起靜電擊穿。
而近期的增強(qiáng)型大功率MOS管則有比較大的區(qū)別,首先由于功能較大輸入電容也比較大,這樣接觸到靜電就有一個(gè)充電的過程,產(chǎn)生的電壓較小,引起擊穿的可能較小,
再者現(xiàn)在的大功率MOS管在內(nèi)部的柵極和源極有一個(gè)保護(hù)的穩(wěn)壓管DZ(圖所示),把靜電嵌位于保護(hù)穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值以下,有效的保護(hù)了柵極和源極的絕緣層,不同功率、不同型號的MOS管其保護(hù)穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值是不同的。雖然MOS管內(nèi)部有了保護(hù)措施,我們操作時(shí)也應(yīng)按照防靜電的操作規(guī)程進(jìn)行。
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