Dlaczego wysoka rezystancja wejściowa lampy MOS nie radzi sobie z elektrycznością statyczną?

Tranzystor MOS ma bardzo wysoką rezystancję wejściową. Jest jednak również bardzo wrażliwy na wyładowania elektrostatyczne (ESD) ze względu na wysoką rezystancję wejściową i bardzo małą pojemność źródłowo-bramkową. Tranzystor MOS może łatwo zostać naładowany pod wpływem zewnętrznych pól elektromagnetycznych lub elektryczności statycznej. Co więcej, w sytuacjach, w których występuje silna elektryczność statyczna, trudno jest rozładować nagromadzony ładunek, co może prowadzić do awarii wyładowania statycznego.

Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwa rodzaje rozkładu elektrostatycznego:
Pierwszy z nich to typ napięciowy, w którym cienka warstwa tlenku elektrody bramkowej ulega rozpadowi, tworząc dziury i zwarcia pomiędzy elektrodą bramkową a elektrodą źródłową lub pomiędzy elektrodą bramkową a elektrodą drenową.

Drugi to rodzaj zasilania, w którym metalizowany, cienki pasek aluminium topi się, powodując albo przerwanie obwodu między elektrodą bramki a elektrodą źródłową lub przerwanie obwodu między elektrodą bramki a elektrodą drenu.

Przyczyny i rozwiązania awarii MOSFET-u?
Po pierwsze, rezystancja wejściowa tranzystora MOSFET jest bardzo wysoka, podczas gdy pojemność pomiędzy bramką a zaciskami źródła jest bardzo mała. Dlatego jest bardzo podatny na indukcję zewnętrznych pól elektromagnetycznych lub elektryczności statycznej, a nawet niewielka ilość ładunku może spowodować powstanie znacznego napięcia na pojemności (U=Q/C), co prowadzi do uszkodzenia tranzystora.

Chociaż zacisk wejściowy MOSFET-u jest chroniony przed elektrycznością statyczną, nadal wymaga ostrożnego obchodzenia się z nim. Do przechowywania i transportu najlepiej używać metalowych pojemników lub materiałów opakowaniowych o właściwościach przewodzących i unikać umieszczania ich w środowiskach zawierających materiały lub tkaniny, które mogą generować statyczne wysokie napięcie, takie jak materiały chemiczne lub włókna syntetyczne.

Podczas montażu i debugowania narzędzia, instrumenty, stoły warsztatowe itp. powinny być odpowiednio uziemione. Ważne jest, aby zapobiegać uszkodzeniom spowodowanym zakłóceniami statycznymi ze strony operatora. Nie zaleca się noszenia odzieży z nylonu lub włókien syntetycznych. Zaleca się także uziemienie dłoni lub narzędzia przed dotknięciem układu scalonego. Podczas prostowania lub zginania przewodów urządzenia lub wykonywania ręcznego lutowania, używany sprzęt musi być odpowiednio uziemiony.

Po drugie, dioda zabezpieczająca na wejściowym końcu obwodu MOS ma w czasie przewodzenia ograniczenie prądu wynoszące zazwyczaj 1 mA. Jeżeli istnieje możliwość wystąpienia nadmiernego przejściowego prądu wejściowego (więcej niż 10 mA), należy podłączyć szeregowo wejściowy rezystor zabezpieczający. Dlatego przy stosowaniu można wybrać lampę MOS z wewnętrznym rezystorem ochronnym.

Ponadto, ponieważ obwód zabezpieczający może absorbować jedynie ograniczoną ilość energii chwilowej, nadmierne sygnały chwilowe i zbyt wysokie napięcia statyczne spowodują, że obwód zabezpieczający będzie nieskuteczny. Dlatego podczas lutowania lutownica musi być solidnie uziemiona, aby zapobiec uszkodzeniu końcówki wejściowej urządzenia przez prąd upływowy. Podczas używania lutowanie można wykonać wykorzystując ciepło resztkowe lutownicy po wyłączeniu zasilania, a kołki uziemiające należy najpierw przylutować.

Jaka jest rola rezystora obniżającego bramkę MOS (GS)?
MOS to urządzenie zasilane napięciem, które jest wrażliwe na napięcie. Na bramkę pływającą (G) łatwo wpływają zakłócenia zewnętrzne, powodując przewodzenie tranzystora MOS. Zewnętrzny sygnał zakłócający ładuje pojemność złącza GS, a ten niewielki ładunek może być przechowywany przez długi czas.

W eksperymencie zawieszenie G jest bardzo niebezpieczne, ponieważ wiele rur pękło z tego powodu. Dodając rezystor obniżający do masy, sygnały zakłócające obejścia nie będą przechodzić bezpośrednio. Rezystor ma zwykle wartość około 10 ~ 20 K i nazywany jest rezystorem bramkowym.
Funkcja 1: Zapewnia napięcie polaryzacji dla tranzystorów polowych.
Funkcja 2: Działa jako rezystor upływowy chroniący bramkę G i źródło S.

Pierwsza funkcja jest łatwa do zrozumienia. Wyjaśnijmy tutaj zasadę drugiej funkcji. Rezystancja pomiędzy bramką G a źródłem S tranzystora polowego jest bardzo duża. Dlatego nawet niewielka ilość elektryczności statycznej może wygenerować bardzo wysokie napięcie na równoważnej pojemności pomiędzy zaciskami GS.

Jeśli te niewielkie ilości elektryczności statycznej nie zostaną rozładowywane w odpowiednim czasie, wysokie napięcie na obu końcach może spowodować nieprawidłowe działanie tranzystora polowego, a nawet uszkodzenie zacisków GS. Rezystor dodany pomiędzy bramką a źródłem może rozładować wspomnianą powyżej elektryczność statyczną, chroniąc w ten sposób tranzystor polowy.

LISUN Pistolety symulatora ESD (Generator wyładowań elektrostatycznych/pistolet elektrostatyczny/pistolety ESD) jest w pełni zgodny z IEC 61000-4-2, EN61000-4-2, ISO10605, GB/T17626.2, GB/T17215.301 i GB/T17215.322.

Co to jest test ESD?
Elektryczność statyczna wytwarzana przez ciało ludzkie w stosunku do przedmiotu lub pomiędzy dwoma obiektami może spowodować nieprawidłowe działanie lub nawet uszkodzenie obwodów sprzętu elektrycznego i elektronicznego. Generator ESD przeznaczony jest do pomiaru wytrzymałości ESD w celu oceny sprzętu elektrycznego i elektronicznego. ESD61000-2/ESD61000-2A posiada dotykowy ekran LCD w języku angielskim i chińskim. 

Do czego służy pistolet symulatora esd?
Symulator wyładowań elektrostatycznych to najwyższe napięcie elektrostatyczne, które może wynosić do 30 kv, co wystarcza do pokrycia najsurowszego standardowego wymagania napięcia elektrostatycznego (wymagania dotyczące napięcia wyładowania elektrostatycznego klasy 4 wynoszą 15 KV). Pistolet testowy ESD może być używany do większości urządzeń elektrycznych i elektronicznych do testu wyładowań elektrostatycznych, a także może zapewnić porównywalność i powtarzalność testu.

Tagi:ESD6100-2