MOSFET 保护：如何正确保护它

没有什么可以免受损坏，包括 MOSFET。但是为什么 MOSFET 会损坏呢？底线是;当您使用它们超出其额定值时，MOSFET 会受到损坏。因此，如果您希望您的 MOSFET 在正常工作的情况下长期使用，您应该认真对待 MOSFET 保护。幸运的是，它并不复杂且易于理解。但是，如果您觉得难以理解并且想了解更多有关 MOSFET 保护的信息，那么您来对地方了。

在本文中，我们将向您介绍有关 MOSFET 保护以及如何在您的应用电路中保护 MOSFET 的所有信息。

你准备好了吗？让我们跳进去！

什么是 MOSFET 保护？

MOSFET 是易碎的器件，如果操作不当，很容易损坏。因此，您应该小心处理它们，尤其是在未安装在任何电路中时。

然而，安装的 MOSFET 与电路中的任何类似设备（无论是尺寸还是结构）一样脆弱。

因此，MOSFET 保护涉及所有不同的方法来有效地防止您的 MOSFET 受到不可预见的损坏。

但为什么 MOSFET 对损坏如此敏感？好吧，MOSFET 具有超薄硅层，您可以在栅极引脚和沟道之间找到它。现在，由于绝缘层太薄，MOSFET 很容易被过高的栅源电压 (Vgs) 损坏。

为什么 MOSFET 会失效？

MOSFET

确定损坏 MOSFET 的确切原因并不容易，这就是问题所在。大多数时候，我们不知道什么会导致任何 MOSFET 出现故障。此外，MOSFET 中的故障会导致其发生故障并进入不同的故障模式。仅此一项，就很难找出 MOSFET 失效的原始原因。

故障模式或原因

以下是MOSFET失效的一些原因：

• 雪崩失败

只要超过 MOSFET 的最大安全工作电压，就会发生雪崩故障。它会导致雪崩击穿电压，虽然破坏性不大，但足以让您的 MOSFET 出现故障。

• 短路负载

当感性负载发生短路时，电流会增加，进而激活电流限制。虽然这可以保护当前电路免于立即发生故障，但它并不能保证您的 MOSFET 的安全性。

因此，如果您持续的短裤太短，最终会导致失败。

• 过多的功耗

这种故障模式取决于释放的多余功率量。如果有持续的功率耗散，MOSFET 将变得足够热以与电路分离。虽然不会导致 MOSFET 失效，但会损害 MOSFET 的热性能。

• 异物损坏

碎屑、螺母、垫圈、扳手甚至螺栓等异物都会对 MOSFET 造成严重损坏。

• 多余的电流

使过电流通过 MOSFET 会导致故障。但是，故障取决于几个因素，例如过电流有多高以及您让它流过 MOSFET 的时间。

如何保护 MOSFET

打开基于 MOSFET 的电路后，几分钟内就会发现 MOSFET 过热并烧毁是很常见的。即使正确连接了所有组件，它甚至会发生。

因此，如果您检查并确认了所有连接，但您的 MOSFET 仍然损坏，这里有一些保护 MOSFET 的最佳方法：

雪崩保护

由于过压条件，当结温超过绝对限值时，MOSFET 可能会损坏。当您在 MOSFET 的内部体二极管上施加超过绝对最大电压的过电压时，会导致雪崩电压。

雪崩保护电路

来源：维基共享资源。

现在，您可以通过在 MOSFET 的端子上安装一个额外的外部大功率二极管来轻松解决这个问题。该解决方案有助于分担二极管两端的反向电流，从而消除过热的产生。

消除杂散电感

MOSFET 的一个常见问题是杂散电感。杂散电感通常隐藏在电路的轨道内。

MOSFET 电路图

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此外，当电流水平和开关频率较高时，PCB 走线（连接路径）中最微小的微不足道的增加都会产生互连电感。

PCB 轨道

由于低效的瞬态、尖峰和导通，它还会导致 MOSFET 的行为出现严重缺陷。

一个解决方案是在制作 PCB 时确保您的轨道更宽，并确保您的设备尽可能靠近驱动 MOSFET 和相互驱动的驱动器 IC。

保护断路器的符号

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栅极电阻的重要性

MOSFET 漏极/栅极引脚上的有害尖峰可能会导致 MOSFET 出现严重问题。

因此，为了解决这个问题，可以使用一个低阻值的电阻与 MOSFET 栅极和逻辑输入电压串联。

因此，该解决方案允许对内部电容器进行指数充电，从而减少了发生负尖峰的机会。

使用反向二极管

虽然逐渐充电的栅极电容减少了有害尖峰的机会，但它也延迟了电容的放电。当发生延迟放电时，会导致 MOSFET 在压力条件下工作并产生过多的热量。

这个问题的解决方案是添加一个与栅极电阻并联的反向二极管。此外，它还通过逻辑输入和二极管为栅极的静电放电创建了一条路径，从而解决了延迟放电的问题。

反向二极管电路

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防止 MOSFET 过热

您可以在基于 MOSFET 的电路中安装可回流热保护，以防止过热或散热。

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当 MOSFET 在正常温度下工作时，RTP 就像一个低阻值电阻器，您可以发现它安装在 MOSFET 附近。这样，RTP 可以精确地感应 MOSFET 的温度。

过热 MOSFET 电路修复

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此外，随着 MOSFET 温度的升高，RTP 切换到高阻值电阻。因此，该开关可阻止功率流向 MOSFET 并防止其损坏。

在栅极和源极之间使用电阻

这是保护您的 MOSFET 并防止其在任何情况下熔断的有效方法。

在栅极和源极之间使用一个电阻器（1K 到 10K 之间的任何位置）将确保您的 MOSFET 在您移除开关信号后能够快速关闭。这样可以防止闩锁效应和可能的损坏。

门/源电路

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保护 MOSFET 器件的注意事项

由于 N 沟道 MOSFET 和 P 沟道 MOSFET 是敏感器件，因此必须始终小心处理。

此外，不要在电路通电时连接或断开 MOSFET。始终确保电源处于关闭状态，以防止对您和您昂贵的 MOSFET 造成电气损坏。

结束语

MOSFET

MOSFET 保护至关重要，更重要的是了解潜在问题以及如何预防或解决这些问题。

我们没有提到 MOSFET 故障的其他一些原因，包括电池故障（当电池供电电压过低时发生）、快速减速、电机黑屏和 dV/dt 故障。

最后，确保正确调整电子电路以降低 MOSFET 的故障率。好了，本文到此结束，如果您需要进一步的帮助，请随时与我们联系，我们很乐意为您提供帮助。