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[参考译文] CSD19531Q5A:CSD19531Q5A 漏极和源极首次测试时间短。

Guru**** 657500 points
Other Parts Discussed in Thread: CSD19531Q5A
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

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器件型号:CSD19531Q5A

问题:

CSD19531Q5A 漏极和源极引脚显示短路。 当我们断开焊料并焊回时、没有问题。 这种情况发生了5次中的3次。 焊接是用手完成的。  

1.请告诉我们什么可能导致漏极和源极短路?

2. ESD 或电荷累积是否与之相关? 还是纯粹的焊接问题?

谢谢、此致、

Macjan。

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    您好、Macjan、

    感谢您关注 TI FET。 我怀疑您可能会遇到一些焊接问题、这些问题可能会导致漏极和源极之间短路。 另一种可能是、如果在探测漏极和源极时 FET 保持悬空、则栅极可能会浮动足够高、足以导通 FET。 在探测时、请确保栅极与源极短路。 在处理或使用这些器件时、应始终使用适当的 ESD 程序。 CSD19531Q5A 通过了2000V HBM 和 CDM ESD 测试。 栅极的 ESD 损坏可能会导致各种问题、包括更高的泄漏电流、更低的阈值电压和灾难性故障。

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    主席先生,

    1.我们在断电时正面临这个问题。 当我们在万用表上进行测试时、短路看起来像是物理短路。

    2.焊料短接不可见、看起来是内部短接。

    3.一旦重新焊接,短路就会发生。 ESD 会对 MOSFET 造成永久性损坏。 但在本例中、在重新焊接后、它可以很好地工作。

    谢谢、此致、

    Macjan

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    您好、Macjan、

    再次感谢您关注 TI FET。 即使在断电的情况下、您仍可以在探测器件时使用万用表为打开的栅极充电。 但是、我同意您可能在包装下方有一个外部短接、在这种情况下、显微镜无法看到它。 如果您有 X 射线检查设备、您应该能够验证短路情况。 请确保您遵循数据表中推荐的 PCB 封装。 下面是有关 QFN 和 PCB 连接的应用手册的链接、其中包括返工说明。

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    主席先生,

    很抱歉、我们等待更高电流的工作台电源进行测试。

    我们在 PCB 上仔细放置了新的 MOSFET。 该设置在低于24V 的较低电压下运行良好。  

    我们的应用实际上具有大约95V 的最大电压。 我们打开了电感负载(5个灯、60V 时为5A 串联电流)、升至60V、没有发热问题。 因此我们关闭了负载。  

    我们发现的新问题是、当我们再次开启电感负载时、MOSFET 在5A 电流负载下开启、并开始大量发热。 在完全关闭电源后、我们发现 MOSFET 是漏极、源极短路。

    设置规格:

    负载灯:12V 60W OSRAM 以5个串联方式连接、可在5A 时实现60V 电压。

    Vgate = 15.8V 用于器件的导通。

    工作台电源:65V、5A 最大 额定电压。

    测试条件:60V、5A 负载。   

    请告诉我们什么可能 导致此问题。  

    谢谢、此致、

    Macjan

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    Macjan、

    由于恶劣天气导致达拉斯断电、John 目前无法回答、他将尽快返回网上回答。

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    Macjan、您好!

    再次感谢您关注 TI FET。 根据您的描述:VDS = VIN - VLOAD、ID = ILOAD 且 PD = VDS x ID。 高达60V 时、FET 上的压降不大、功率损耗也不大。 但是、随着输入电压的增加、FET 上会出现额外的 VDS 压降、功率损耗也会上升。 在65V 输入电压下、FET 中的功率损耗:PD = 5V x 5A = 25W、这超出了该封装能够耗散的功率。 FET 很可能会升温并进入热失控状态、这会导致 FET 发生故障。 将输入电压增加到95V 会显著增加 FET 中的功率耗散:PD = 35V x 5A = 175W。 5x6mm SON 封装能够在多层 PCB 上以良好的布局耗散大约3W 的最大功率。

    您可以共享原理图吗? 也许我对您的应用的理解是不正确的。 下面是有关 TI FET 功率耗散的一些有用技术信息的链接。

    e2e.ti.com/.../understanding-mosfet-data-sheets-part-3

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    主席先生,

    下面是连接的原理图。

    A 点、B 点的负载组如下所示

    当我们在50V 的较低电压下测试负载组时、MOSFET 上没有热量、负载电流约为4.16A。 我们甚至多次尝试打开/关闭、以查看反电动势是否是一个问题。 但在50V 时没有发生任何情况。

    栅极电压>10V 时的功耗取决于~~ 5m Ω 的 RDS。 然后 、4.16 x 4.16 x 0.005 = 86mW、这是正确的。  

    根据数据表、该 MOSFET 能够在高达100V 的电压下运行。 我们逐渐将电压升高到60V、以检查5A 负载电流、这种情况下工作正常。 但是、如果我们在60V 条件下以相同的负载额定值启动同一系统、则 MOSFET 的运行方式很短、因为即使在断电后、即使在移除 MOSFET 后、它也很短。  

    计算时、5 x 5 x 0.005 = 125mW 必须在 MOSFET 上下降、并且应该是稳定的。 但出于某种原因、漏极和源极短路。

    有关 YouTube 的一些视频介绍了一种现象、即连接到电感负载时、由于负载上的高反电动势电压缓慢放电、MOSFET PN 上的内部二极管发生雪崩击穿。 我希望这不是这里发生的情况。  

    谢谢、此致、

    Macjan。

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    您好、Macjan、

    感谢您的更新。 我建议在系统开通和关断时使用示波器捕获 VGS 和 VDS 波形。 请捕获显示上升沿和下降沿的多个波形。 当 FET 导通时电源电压逐渐增加时、您不会看到任何问题、但故障发生在系统启动或关断之后。 其中一个或两个 FET 在这些转换期间可能发生雪崩。 TI 在数据表中规定了单脉冲雪崩规格。 另一个考虑因素可能是 FET 导通或关断期间违反了 SOA (安全工作区)。 您具有较大的栅极电阻、导通时为100k + 10k、关断时为10k。 我将在下面添加链接、以了解有关 TI 如何为我们的 FET 测试和评价雪崩/UIS 和 SOA 的更多信息。

    e2e.ti.com/.../fet-datasheets-demystified-part-1

    e2e.ti.com/.../understanding-mosfet-data-sheets-part-2-safe-operating-area-soa-graph

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    主席先生,

    我已根据您的请求进行了测试。 我已根据要求附上 DSO 和万用表 VDS 和电流读数的屏幕截图。  

    直到达到50V、我们使用固定10秒延迟进行多次开/关测试、并使用10秒延迟进行关断测试。 结果很好。 但是、当我们更改为55V 时、它只进行了一次尝试。 我已附加照片。 请检查并告知我观察到的情况。

    (随附 pdf:第6页-> MOSFET 失败)

    e2e.ti.com/.../MOSFET_5F00_LOAD_5F00_TEST.pdf

    谢谢、此致、

    Macjan

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    您好、Macjan、

    感谢您分享测试结果。 似乎没有将 FET 驱动到雪崩。 关断时会出现尖峰、但 VDS 不超过击穿电压。 您能否放大关断转换以更好地了解电压尖峰。 示波器的带宽是多少? 是否可以通过测量10m Ω 电流感应电阻器两端的电压来捕获电流波形? 我想看看电流是否存在过冲/下冲。 由于栅极电阻较高(100k + 10k)、导通转换需要更长的时间。 对于52V/1ms 脉宽、它可能接近~4A 的 SOA 电流限值。

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    您好、Macjan、

    我还有一些意见。 我无法确定 FET 何时发生故障。 它可能发生在52.5V 关闭或55V 开启时。 您是否在每次 FET 关断后检查 FET 是否正常?

    我想结束这个话题、将这个话题移到 e2e 之外。 我已向您发送朋友请求。 一旦您接受该邮件、我将与您联系并发送私人邮件。

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    主席先生,

    在52.5V 电压下、我们尝试多次打开/关闭 MOSFET。 没有问题。 在55V 时、它在第一次打开时直接失败。 我还想知道什么是理想的栅极电阻、因为您提到了100k+10k。 我可以尝试进行下一个测试。 另外、让我知道您希望我在 DSO 上捕获这段时间的详细信息、因为我每次都只能尝试一次这种情况。

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    您好、Macjan、

    我刚刚向您发送了一封包含我的电子邮件地址的私人邮件。 请给我发送电子邮件、我们可以通过定期电子邮件继续讨论。