功率MOSFET的保护

功率MOSFET的薄弱之处是栅极绝缘层易被击穿损坏，栅源间电压不得超过±20V。一般认为是绝缘栅场效应管易受各种静电感应而击穿栅极绝缘层，实际上这种损坏的可能性还与器件的大小有关，管芯尺寸大，栅极输入电容也大，受静电电荷充电而使栅源间电压超过±20V而击穿的可能性相对小些。此外，栅极输入电容可能经受多次静电电荷充电，电荷积累使栅极电压超过±20V而击穿的可能性也是实际存在的。

为此，在使用时必须注意采取保护措施。

（1）防止静电击穿。功率MOSFET的最大优点是具有极高的输入阻抗；因此在静电较强的场合难于泄放电荷，容易引起静电击穿。静电击穿有两种方式；一是电压型，即栅极的薄氧化层发生击穿，形成针孔，使栅极和源极间短路，或者使栅极和漏极间短路；二是功率型，即金属化薄膜铝条被熔断，造成栅极开路或者是源极开路。

防止静电击穿应注意以下几个方面。

①     在测试和接入电路之前器件应存放在静电包装袋、导电材料或金属容器中，不能放在塑料盒或塑料袋中。取用时应拿管壳部分而不是引线部分。工作人员需通过腕带良好接地。

②     将器件接入电路时，工作台和烙铁都必须良好接地，焊接时烙铁应断电。

③ 在测试器件时，测量仪器和工作台都必须良好接地。器件的3个电极未全部接入测试仪器或电路前不要施加电压。改换测试范围时，电压和电流都必须先恢复到0。

④ 注意栅极电压不要过限。

（2）防止偶然性振荡损坏器件。功率MOSFET与测试仪器、接插盒等的输入电容、输入电阻匹配不当时会出现偶然性振荡，造成器件损坏。因此，在用图示仪等仪器测试时，需在器件的栅极端子处外接10kΩ的串联电阻，也可在栅极源极之间外接大约0.5μF的电容器。

（3）防止过电压。首先是栅源间的过电压保护。如果栅源间的阻抗过高，则漏源间电压的突变会通过极间电容耦合到栅极而产生相当高的U_GS电压过冲，这一电压会引起栅极氧化层永久性损坏，如果是正方向的U_GS瞬态电压还会导致器件的误导通。为此要适当降低栅极驱动电路的阻抗，在栅源之间并接阻尼电阻或并接稳压值约20V的稳压管。特别要注意防止栅极开路工作。其次是漏极间的过电压防护。如果电路中有电感性负载，则当器件关断时，漏极电流的突变(di/dt)会产生比电源电压高的多的漏极电压过冲，导致器件损坏。应采取稳压管箝位，二极管RC箝位或RC抑制电路等保护措施。

（4）防止过电流。若干负载的接入或切除均可能产生很高的冲击电流，以至超过I_DM的极限值，此时必须用电流传感器和控制电路使器件回路迅速展开。在脉冲应用中不仅要保证峰值电流不超过最大额定值I_DM，而且还要保证其有效值电流也在正常范围之内。