一、MOS開關(guan) 原理(簡要)：

MOS是電壓驅動型器件，隻要柵極和源級間給一個(ge) 適當電壓，源級和漏級間通路就形成。這個(ge) 電流通路的電阻被成為(wei) MOS內(nei) 阻，就是導通電阻。這個(ge) 內(nei) 阻大小基本決(jue) 定了MOS芯片能承受的最大導通電流(當然和其它因素有關(guan) ，最有關(guan) 的是熱阻)，內(nei) 阻越小承受電流越大(因為(wei) 發熱小)。

MOS管的工作原理(以N溝道增強型MOS場效應管)它是利用VGS來控製“感應電荷”的多少，以改變由這些“感應電荷”形成的導電溝道的狀況，然後達到控製漏極電流的目的。

在製造管子時，通過工藝使絕緣層中出現大量正離子，故在交界麵的另一側(ce) 能感應出較多的負電荷，這些負電荷把高滲雜質的N區接通，形成了導電溝道，即使在VGS=0時也有較大的漏極電流ID。

當柵極電壓改變時，溝道內(nei) 被感應的電荷量也改變，導電溝道的寬窄也隨之而變，因而漏極電流ID隨著柵極電壓的變化而變化。

（以N溝道增強型為(wei) 例）

二、MOS管在控製器電路中的工作狀態：

開通過程(由截止到導通的過渡過程)、導通狀態、關(guan) 斷過程(由導通到截止的過渡過程)、截止狀態。

MOS管燒壞的原因主要損耗也對應這幾個(ge) 狀態，開關(guan) 損耗(開通過程和關(guan) 斷過程)，導通損耗，截止損耗(漏電流引起的，這個(ge) 忽略不計)，還有雪崩能量損耗。隻要把這些損耗控製在MOS承受規格之內(nei) ，MOS即會(hui) 正常工作，超出承受範圍，即發生損壞。而開關(guan) 損耗往往大於(yu) 導通狀態損耗，不同MOS這個(ge) 差距可能很大。

三、MOS損壞主要原因：

過流：持續大電流或瞬間超大電流引起的結溫過高而燒毀;

過壓：源漏過壓擊穿、源柵極過壓擊穿;

靜電：靜電擊穿，CMOS電路都怕靜電。

第一種：雪崩破壞

如果在漏極-源極間外加超出器件額定VDSS的電湧電壓，而且達到擊穿電壓V(BR)DSS (根據擊穿電流其值不同)，並超出一定的能量後就發生破壞的現象。

在介質負載的開關(guan) 運行斷開時產(chan) 生的回掃電壓，或者由漏磁電感產(chan) 生的尖峰電壓超出功率MOSFET的漏極額定耐壓並進入擊穿區而導致破壞的模式會(hui) 引起雪崩破壞。

典型電路：

第二種：器件發熱損壞

由超出安全區域引起發熱而導致的。發熱的原因分為(wei) 直流功率和瞬態功率兩(liang) 種。

直流功率原因：外加直流功率而導致的損耗引起的發熱

導通電阻RDS(on)損耗(高溫時RDS(on)增大，導致一定電流下，功耗增加)

由漏電流IDSS引起的損耗(和其他損耗相比極小)

瞬態功率原因：外加單觸發脈衝(chong)

負載短路

開關(guan) 損耗(接通、斷開) *(與(yu) 溫度和工作頻率是相關(guan) 的)

內(nei) 置二極管的trr損耗(上下橋臂短路損耗)(與(yu) 溫度和工作頻率是相關(guan) 的)

器件正常運行時不發生的負載短路等引起的過電流，造成瞬時局部發熱而導致破壞。另外，由於(yu) 熱量不相配或開關(guan) 頻率太高使芯片不能正常散熱時，持續的發熱使溫度超出溝道溫度導致熱擊穿的破壞。

第三種：內(nei) 置二極管破壞

在DS端間構成的寄生二極管運行時，由於(yu) 在Flyback時功率MOSFET的寄生雙極晶體(ti) 管運行，導致此二極管破壞的模式。

第四種：由寄生振蕩導致的破壞

此破壞方式在並聯時尤其容易發生。在並聯功率MOS FET時未插入柵極電阻而直接連接時發生的柵極寄生振蕩。高速反複接通、斷開漏極-源極電壓時，在由柵極-漏極電容Cgd(Crss)和柵極引腳電感Lg形成的諧振電路上發生此寄生振蕩。當諧振條件(ωL=1/ωC)成立時，在柵極-源極間外加遠遠大於(yu) 驅動電壓Vgs(in)的振動電壓。由於(yu) 超出柵極-源極間額定電壓導致柵極破壞，或者接通、斷開漏極-源極間電壓時的振動電壓通過柵極-漏極電容Cgd和Vgs波形重疊導致正向反饋，因此可能會(hui) 由於(yu) 誤動作引起振蕩破壞。

第五種：柵極電湧、靜電破壞

主要有因在柵極和源極之間如果存在電壓浪湧和靜電而引起的破壞，即柵極過電壓破壞和由上電狀態中靜電在GS兩(liang) 端(包括安裝和和測定設備的帶電)而導致的柵極破壞。

四、總結

避免MOS因為(wei) 器件發熱而造成的損壞，需要做好足夠的散熱設計。若通過增加散熱器和電路板的長度來供所有MOS管散熱，這樣就會(hui) 增加機箱的體(ti) 積，同時這種散熱結構，風量發散，散熱效果不好。

有些大功率逆變器MOS管會(hui) 安裝通風紙來散熱，但安裝很麻煩。所以MOS管對散熱的要求很高，散熱條件分為(wei) 最低和最高，即在運行中的散熱情況的上下浮動範圍。一般在選購的時候通常采用最差的散熱條件為(wei) 標準，這樣在使用的時候就可以留出最大的安全餘(yu) 量，即使在高溫中也能確保係統的正常運行。