Czy dyskretne tranzystory MOSFET są wrażliwe na wyładowania elektrostatyczne?

17

Wejścia CMOS w mikrokontrolerach i innych układach scalonych mogą zostać uszkodzone przez wyładowania ESD. Czy bramę dużego dyskretnego MOSFET (2N7000, IRF9530 itp.) Można uszkodzić w wyniku wyładowań elektrostatycznych?

mosfet esd

— Thomas O
źródło

2

Zwykłe BJT są wrażliwe na wyładowania elektrostatyczne, w szczególności urządzenia o wysokiej częstotliwości.

— Leon Heller,

1

Pytanie dotyczyło tranzystorów MOSFET. Dobrze wiedzieć, że BJT są wrażliwe, ale to nie odpowiada na pytanie.

— Kevin Vermeer

2

Nie ma wątpliwości, że dyskretne tranzystory MOSFET są bardzo wrażliwe na wyładowania elektrostatyczne. Ciekawe jest jednak pytanie, czy duże tranzystory MOSFET są znacznie mniej wrażliwe. Myślę, że tak, ale nie mam danych, które mogłyby to udowodnić.

— AndreKR

2

Wspomniałem o tym na wypadek, gdyby ludzie myśleli, że MOSFET są jedynymi dyskretnymi urządzeniami, które mogłyby zostać uszkodzone przez ESD.

— Leon Heller,

15

Tak. Użyłem tranzystorów MOSFET, które miały przewodzącą gumkę wokół szpilek, aby chronić bramę przez zwarcie szpilek, które należy usunąć po lutowaniu. (TO-39, IIRC)

— stevenvh
źródło

5

Bardzo prawdziwe. Widziałem wiele awarii BSS84, BSS123 i podobnych. Są znacznie bardziej wrażliwe niż układy scalone, ponieważ układy scalone mają zwykle diody ochronne na wejściu / wyjściu, a dyskretne tranzystory MOSFET nie. Ponadto uszkodzone MOSFET-y małego sygnału często nie zawodzą w oczywisty sposób, ale ulegają niewielkiej degradacji (choć na tyle, by później spowodować kłopoty). Nie mam wątpliwości, że to samo dotyczy dużych MOSFETÓW, ponieważ ich struktura wygląda jak wiele małych MOSFETów równolegle. Jednak duże tranzystory MOSFET mają wyższą pojemność pasożytniczą, która działa jak nieco lepsza ochrona: do podniesienia napięcia potrzebne jest więcej (dis) ładunku.

— zebonaut

12

Każdy MOSFET poza obwodem będzie wyjątkowo wrażliwy na wyładowania elektrostatyczne, gdy jeden impuls na bramie podniesie napięcie powyżej maksimum i będzie martwy. Tranzystory MOSFET w obwodach bardzo często mają wyraźną ochronę (Zenery na bramkach lub diody zaciskające w sterownikach) i inne przypadkowe zabezpieczenia przed wyładowaniami elektrostatycznymi, takie jak rozwijanie lub potencjalnie zwiększona pojemność.

Bardziej do tego stopnia, że „duże (i / lub) dyskretne tranzystory MOSFET są mniej wrażliwe”, są one z dwóch powodów:

Tlenek bramki jest prawdopodobnie grubszy i potrzebuje większego napięcia do przebicia (chociaż linie wejściowe na układzie scalonym są prawdopodobnie również w ten sposób nadinżynierii), i
Pojemność bramki będzie znacznie większa, więc wytworzenie śmiertelnego napięcia zajmie znacznie więcej ładunków.

W obwodzie bardziej powszechnymi trybami awarii (z mojego doświadczenia) są indukcyjne skoki na sworzniu źródłowym dmuchającym bramę lub te na odpływie, które mogą spowodować śmiertelne załamanie lawinowe. Nie sądzę, że kiedykolwiek pozytywnie zidentyfikowałem awarię dV / dt, w której wzrost napięcia na MOSFET jest tak szybki, że pasożytnicze pojemności między źródłem dren-bramka są w stanie włączyć MOSFET powodując złe rzeczy zdarzyć.

Niemniej jednak, jeśli dobrze uziemisz swoje źródło i wysadzisz bramę tuż przy paczce działem ESD na 11, możesz być w stanie ją zabić. Użytkownicy nie powinni mieć możliwości przyklejenia brudnych rączek do linii bramy, ponieważ mogliby po prostu przetasować wełniane skarpety wzdłuż poliestrowego dywanu, ale jeśli mogą z jakiegoś powodu (???), Zener powinien chronić prawie wszystko.

— Nick T.
źródło

Czy to tylko zepsuty izolator bramy, czy może sam kanał może zostać uszkodzony w wyniku wyładowań elektrostatycznych na źródle / odpływie?

— rdtsc,

1

Jest to także obszar źródła drenażu, patrz np. Google.at/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://…

— Junius

3

TAK absolutnie.

Popełniłem błąd, umieszczając 2N7000 w swoich projektach wcześniej i pracowałem nad nimi w środowiskach, które nie były dobrze chronione przed wyładowaniami elektrostatycznymi. Robiłem to dosłownie dziesiątkami 2N7000.

Kluczową kwestią jest dla mnie „ile” ochrony jest potrzebne w projektach. Zwłaszcza w przypadku produkcji, gdy dodanie ochrony kosztuje.

— SpiRail
źródło

Czuję twój ból! Myślę, że obecnie niszczę około 1 na 3 2N7000. Nie jestem jeszcze w pełni pewien źródła ESD, może równie dobrze być moją lutownicą. electronics.stackexchange.com/questions/323890/…

— svenema

2

Istnieje drugie źródło 2n7000 z „KL” na końcu referencji wykonanej z VISHAY i jest całkowicie chronione.

2

Całkowicie chroniony? Datasheet mówi bardzo wyraźnie (2000V), który jest dość dużo na FET, ale to tylko klasa 1C w modelu ludzkiego ciała.

— Kevin Vermeer

Czy znasz inne podobnie chronione tranzystory MOSFET? Zarówno Vishay 2N7000KL, jak i BS170KL nie są dostępne w Holandii (Farnell sugeruje 2N7000BU jako zamiennik, ale wydaje się, że jest to zwykły 2N7000). Szukam pakietu trzech otworów przez otwór ...

— svenema