过电压损伤通常是“击穿性”的,而过电流损伤通常是“熔断性”的。以下是详细的判断方法和步骤:
第一步:视觉 inspection
首先用放大镜或显微镜仔细观察MOS管的外观和芯片内部(如果可能的话)。
简单比喻:
过电压:像一颗子弹,打穿了一个小洞。
过电流:像一颗炸弹,造成了大规模的破坏。
第二步:万用表测试
在将MOS管从电路板上拆下来后,用万用表的二极管档或电阻档测量三个引脚之间的电阻。这是一个非常关键的诊断步骤。
正常的MOS管行为:
D-S之间:像一个二极管,一个方向不通,另一个方向有约0.4-0.7V的压降(因为有体二极管)。
G-S之间, G-D之间:电阻无限大(开路)。
损坏后的测试结果:
核心鉴别点:
如果 G-S之间短路,这几乎是过电压击穿(特别是栅氧击穿)的铁证。因为过电流损坏通常不会直接影响到绝缘的栅氧层。
第三步:分析电路和工作条件
结合MOS管所在的电路和失效时的工况,可以做出更准确的推断。
总结与快速判断流程
你可以遵循以下流程图来进行判断:
实战案例情况一:电机驱动板上的MOS管损坏
现象:MOS管封装完好,G-S之间电阻为几欧姆,D-S之间短路。
分析:G-S短路是栅氧击穿的典型特征。电机是感性负载,在关闭时会产生电压尖峰。可能是栅极驱动受到干扰,或漏极的电压尖峰通过米勒电容耦合到栅极,导致栅氧击穿。
结论:过电压损坏。
情况二:电源转换器中的MOS管损坏
现象:MOS管炸裂,内部发黑,有熔化痕迹。G-S电阻正常(开路),但D-S之间完全短路。
分析:巨大的热量和物理破坏表明有大电流通过。可能是输出短路或控制器故障导致MOS管持续导通,产生巨大热量而烧毁。
结论:过电流损坏。
最后的建议
预防胜于治疗:
在设计中就考虑足够的电压/电流余量(如选耐压60V的管用在24V系统),使用缓冲电路(Snubber)吸收电压尖峰,确保栅极驱动干净稳定,做好过流保护电路(如保险丝、电流检测)。
EOS:Electrical Over Stress,通常指同时存在过压和过流的极端情况,最终表现可能是过流烧毁的特征,但根源可能包含了过压。
通过外观检查、万用表测量和电路分析这三步,你基本上可以准确地判断出MOS管的真正死因。