靜電擊穿的案例
靜電為什么能擊穿MOS管？如何應對？
靜電擊穿
其實MOS管一個ESD敏感器件，它本身的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電，又因在靜電較強的場合難于泄放電荷，容易引起靜電擊穿。
靜電擊穿有兩種方式：
一是電壓型：即柵極的薄氧化層發生擊穿，形成針孔，使柵極和源極間短路，或者使柵極和漏極間短路；
二是功率型：即金屬化薄膜鋁條被熔斷，造成柵極開路或者是源極開路。
靜電的基本物理特征為：
有吸引或排斥的力量；
有電場存在，與大地有電位差；
會產生放電電流。
這三種情形即ESD一般會對電子元件造成以下三種情形的影響：
元件吸附灰塵，改變線路間的阻抗，影響元件的功能和壽命；
因電場或電流破壞元件絕緣層和導體，使元件不能工作（完全破壞）；
因瞬間的電場軟擊穿或電流產生過熱，使元件受傷，雖然仍能工作，但是壽命受損。
所以ESD對MOS管的損壞可能是第一或第三兩種情況，并不一定每次都是第二種情況。
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其實MOS管一個ESD敏感器件，它本身的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電，又因在靜電較強的場合難于泄放電荷，容易引起靜電擊穿。
靜電擊穿有兩種方式：
一是電壓型，即柵極的薄氧化層發生擊穿，形成針孔，使柵極和源極間短路，或者使柵極和漏極間短路；
二是功率型，即金屬化薄膜鋁條被熔斷，造成柵極開路或者是源極開路。
靜電的基本物理特征為：
1)有吸引或排斥的力量;
2)有電場存在，與大地有電位差;
3)會產生放電電流。
這三種情形即ESD一般會對電子元件造成以下三種情形的影響：
1)元件吸附灰塵，改變線路間的阻抗，影響元件的功能和壽命;
2)因電場或電流破壞元件絕緣層和導體，使元件不能工作(完全破壞);
3)因瞬間的電場軟擊穿或電流產生過熱，使元件受傷，雖然仍能工作，但是壽命受損。
所以ESD對MOS管的損壞可能是一，三兩種情況，并不一定每次都是第二種情況。
上述這三種情況中，如果元件完全破壞，必能在生產及品質測試中被察覺而排除，影響較少。
如果元件輕微受損，在正常測試中不易被發現，在這種情形下，常會因經過多次加工，甚至已在使用時，才被發現破壞，不但檢查不易，而且損失亦難以預測。靜電對電子元件產生的危害不亞于嚴重火災和爆炸事故的損失。
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如果不及時把這些少量的靜電瀉放掉，他兩端的高壓就有可能使場效應管產生誤動作，甚至有可能擊穿其G-S極；這時柵極與源極之間加的電阻就能把上述的靜電瀉放掉，從而起到了保護場效應管的作用。
干貨｜靜電為什么能擊穿MOS管？如何應對？
其實MOS管一個ESD敏感器件，它本身的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電，又因在靜電較強的場合難于泄放電荷，容易引起靜電擊穿。
靜電擊穿有兩種方式：
一是電壓型，即柵極的薄氧化層發生擊穿，形成針孔，使柵極和源極間短路，或者使柵極和漏極間短路；
二是功率型，即金屬化薄膜鋁條被熔斷，造成柵極開路或者是源極開路。
靜電的基本物理特征為：
1)有吸引或排斥的力量;
2)有電場存在，與大地有電位差;
3)會產生放電電流。
這三種情形即ESD一般會對電子元件造成以下三種情形的影響：
1)元件吸附灰塵，改變線路間的阻抗，影響元件的功能和壽命;
2)因電場或電流破壞元件絕緣層和導體，使元件不能工作(完全破壞);
3)因瞬間的電場軟擊穿或電流產生過熱，使元件受傷，雖然仍能工作，但是壽命受損。
所以ESD對MOS管的損壞可能是一，三兩種情況，并不一定每次都是第二種情況。
上述這三種情況中，如果元件完全破壞，必能在生產及品質測試中被察覺而排除，影響較少。
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MOS管輸入電阻很高，為什么一遇到靜電就不行
01
MOS管輸入電阻很高，為什么一遇到靜電就不行了？
MOS管一個ESD敏感器件，它本身的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電，又因在靜電較強的場合難于泄放電荷，容易引起靜電擊穿。
靜電擊穿一般分為兩種類型：
電壓型，即柵極的薄氧化層發生擊穿，形成針孔，使柵極和源極間短路，或者使柵極和漏極間短路；
功率型，即金屬化薄膜鋁條被熔斷，造成柵極開路或者是源極開路。
02
MOS管被擊穿的原因及解決方案？
MOS管本身的輸入電阻很高，而柵源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電，而少量電荷就可在極間電容上形成相當高的電壓 (U=Q/C)，將管子損壞。
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MOS管被ESD擊穿？如何改善？
大家可能并不陌生MOS管，由于MOS管不具備防靜電、防浪涌，ESD靜電和浪涌無處不在，存在于任何的電子產品中，令人防不勝防。
然而MOS管卻又是一個ESD靜電極具敏感器件，它本身的輸入電阻很高。而柵-源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電；又因在靜電較強的場合難于泄放電荷，容易引起靜電擊穿。
究竟該如何解決MOS管被ESD擊穿的改善方法？
想知道的，閱讀完下文，你必有所得。
01
MOS管本身的輸入電阻很高，而柵源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電，而少量電荷就可在極間電容上形成相當高的電壓(U=Q/C)，將管子損壞。
雖然MOS管輸入端有抗靜電的保護措施，但仍需小心對待，在存儲和運輸中最好用金屬容器或者導電材料包裝，不要放在易產生靜電高壓的化工材料或化纖織物中。
組裝、調試時，工具、儀表、工作臺等均應良好接地。要防止操作人員的靜電干擾造成的損壞，如不宜穿尼龍、化纖衣服，手或工具在接觸集成塊前最好先接一下地。
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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的電涌電壓，而且達到擊穿電壓V(BR)DSS （根據擊穿電流其值不同），并超出一定的能量后就發生破壞的現象。
【原創干貨】一文搞懂ESD器件在PCB設計當中的作用
ESD的意思是“靜電釋放”，ESD是以研究靜電的產生、危害及靜電防護等的學科。因此，國際上習慣將用于靜電防護的器材統稱為ESD，中文名稱為靜電阻抗器。
其次我們需要了解靜電在電路板中有哪些危害？
1）靜電容易吸附細小的灰塵，造成一定的污染
2）靜電放電會造成器件擊穿，靜電放電是一個電荷積累的過程，當電荷積累到一定程度時，當某個器件接近它時，靜電進行放電對器件造成一定的損害，從而降低了器件的可靠性
3）靜電會造成電子干擾，因為靜電放電時會輻射出很多的無線電波，這些電波都是帶有頻率的，從而影響周圍的器件正常工作
那么，我們通常在電路中做好靜電防護的呢？
如上圖是我們在電路中最常見的處理靜電的防護電路，給接口器件添加esd進行接地。
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經驗七 放電管的繪制
一般在開關電源的高壓側與低壓側之間會有一個放電管，用來釋放靜電。
許多工程師都會最后在PCB Layout的時候手工繪制。
而我的建議是直接做成一個封裝，然后和PCB關聯調用，這樣不會破壞PCB的聯動性。
只是說你需要繪制兩個異形封裝罷了，還算比較容易。
注意這里只需要去掉阻焊層，千萬不要在中間繪制鋼網層，因為這里是不需要上錫的，只有焊盤需要上錫。
經驗八 元器件封裝
一般而言，元器件一律按照IPC-SM-782A封裝標準制作，對于個別需要承受高壓的采樣電阻單獨對待，因為電阻焊盤之間的間距和耐壓有關，所以焊盤需要適當拉開一些，但是同時又不能拉的太開，避免不必要的焊接不良率。
這是控制器用來直接連接高壓的采樣分壓電阻，如果間距不符合要求，很有可能就會耐壓不夠擊穿。
貼片電阻器也是有耐壓的，不過耐壓不夠就要加大封裝。
這些差不多就是我在開關電源設計時候的，全部PCB繪制經驗了。
免責聲明：本文系網絡轉載，版權歸原作者所有。
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由于此氧化膜很薄，其擊穿電壓一般僅能承受到20～30V，所以因靜電而導致柵極擊穿是IGBT失效的常見原因之一。因此，使用中要注意以下幾點。
①在使用模塊時，盡量不要用手觸摸驅動端子部分，當必須觸摸模塊端子時，要先將人體或衣服上的靜電用大電阻接地進行放電后再觸摸；在用導電材料連接模塊驅動端子時，在配線未接好之前請先不要接上模塊，在良好接地的情況下操作。在應用中有時雖然保證了柵極驅動電壓沒有超過柵極最大額定電壓，但柵極連線的寄生電感和柵極與集電極間的電容耦合，也會產生使氧化層損壞的振蕩電壓。為此，通常采用雙絞線來傳送驅動信號，以減少寄生電感。在柵極連線中串聯小電阻也可以抑制振蕩電壓。
②在柵極發射極間開路時，若在集電極與發射極間加上電壓，隨著集電極電位的變化，由于集電極有漏電流流過，柵極電位升高，集電極則有電流流過。這時，如果集電極與發射極間存在高電壓，則有可能使IGBT發熱及至損壞。
③在使用IGBT的場合，當柵極回路不正常或柵極回路損壞時(柵極處于開路狀態)，若在主回路上加上電壓，則IGBT就會損壞。為防止此類故障，應在柵極與發射極之間串接一個10kΩ左右的電阻。
④在安裝或更換IGBT模塊時，應十分重視IGBT模塊與散熱片的接觸面狀態和擰緊程度。為了減少接觸熱阻，最好在散熱器與IGBT模塊間涂抹導熱硅脂，安裝時應受力均勻，避免用力過度而損壞。
⑤一般散熱片底部安裝有散熱風扇，當散熱風扇損壞，散熱片散熱不良時，將導致IGBT模塊發熱，從而發生故障。因此對散熱風扇應定期進行檢查，一般在散熱片上靠近IGBT模塊的地方安裝有溫度感應器，當溫度過高時報警或停止IGBT模塊工作。
(2)IGBT管極性測量
判斷極性，首先將萬用表撥在R×1k擋，用萬用表測量時，若某一極與其他兩極阻值為無窮大，調換表筆后該極與其他兩極的阻值仍為無窮大，則判斷此極為柵極G。
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換算公式：
電平（dBm）=10lgW
5W →10lg5000 = 37dBm
10W →10lg10000 = 40dBm
20W →10lg20000 = 43dBm
從上不難看出，功率每增加一倍，電平值增加3dBm
來源：中興文檔
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