MOSFETの破壊メカニズム　ーまとめー

2021.10.26

ここまで、MOSFETのSOA破壊、アバランシェ破壊、dV/dt破壊について説明してきました。MOSFETの仕様書にある絶対最大定格を越えないことはもちろん、これらの破壊のメカニズムを理解した上で回路設計や動作条件を設定することは、安全にMOSFETを使用する上で非常に重要です。

以下に各記事へのリンクとキーポイントをまとめました。

・SOAとは、Safety Operation Areaの略で、安全動作領域を意味する。

・MOSFETなどはSOAの範囲内で使う。

・SOAを制限する5つの要件があり、いずれかを超えることで破壊に至る可能性がある。

・MOSFETに絶対最大定格BV_DSS以上の電圧が印加されるとブレークダウンが起こり、アバランシェ降伏が起こる。

・アバランシェ降伏が起こると大電流が流れMOSFETが破壊する危険がある。

・アバランシェ破壊には、ショート破壊と熱的破壊がある。

・dV/dt破壊は、MOSFETのターンOFF時に寄生容量C_dsに流れる充電電流がベース抵抗R_Bを流れることにより、寄生バイポーラトランジスタがON状態になりショート破壊を引き起こす現象。

・dV/dtは単位時間当たりの電圧変化量であり、V_DSの立ち上がりが急峻なほどdV/dt破壊が発生しやすくなる。

・一般的に逆回復特性が悪いほど、dV/dtが急峻になり破壊しやすくなる。

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