【導(dǎo)讀】在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的時(shí)候，為了增加系統(tǒng)的可靠性和防止意外情況發(fā)生，我們總是會(huì)在重要的控制中加入手動(dòng)開(kāi)關(guān)控制這一終極策略，本文中的案例正是這個(gè)手動(dòng)開(kāi)關(guān)導(dǎo)致了電子開(kāi)關(guān)的失效。
我們經(jīng)常會(huì)遇到設(shè)計(jì)的時(shí)候一些不經(jīng)意的問(wèn)題，或者在先期設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮不到的事情。我們來(lái)看這個(gè)例子：
圖1：一個(gè)Mosfet管和手動(dòng)開(kāi)關(guān)一起驅(qū)動(dòng)繼電器的例子
在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的時(shí)候，為了增加系統(tǒng)的可靠性和防止意外情況發(fā)生，我們總是會(huì)在重要的控制中加入手動(dòng)開(kāi)關(guān)控制這一終極策略，但是在這個(gè)案例中正是這個(gè)手動(dòng)開(kāi)關(guān)導(dǎo)致了電子開(kāi)關(guān)的失效。這是一個(gè)Mosfet管和手動(dòng)開(kāi)關(guān)一起驅(qū)動(dòng)繼電器的例子，如果你這么設(shè)計(jì)了，那么相信不久你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，Mosfet管不能工作了。
經(jīng)過(guò)測(cè)試和分析，以上連接的拓?fù)淠苌赡芷茐腗OSFET的電壓浪涌噪聲。其機(jī)理是由于開(kāi)關(guān)的機(jī)械抖動(dòng)引起的噪聲，帶動(dòng)繼電器的線圈產(chǎn)生大的電壓浪涌噪音注入模塊內(nèi)的Mos管上。盡管Mos管內(nèi)存在保護(hù)（ESD和鉗位電壓限制器），損壞的區(qū)域還是在DS。
圖2：測(cè)試和分析結(jié)果
這個(gè)問(wèn)題暴露了當(dāng)前設(shè)計(jì)中限制MOSFET運(yùn)用的問(wèn)題，真正的問(wèn)題在于MOSFET器件DS之間很脆弱，DS之間有一個(gè)寄生的三極管：
圖3：MOSFET器件DS之間很脆弱，DS之間有一個(gè)寄生的三極管
Mos管能夠承受的dv/dt的能力是有限的，此外mos管也存在著最大擊穿電壓的限制。因此當(dāng)Dv/dt過(guò)大的時(shí)候，它會(huì)打開(kāi)寄生三極管，或者電壓超過(guò)擊穿電壓，電流不能限制住的時(shí)候，Mos管都會(huì)損壞。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和分析，mos管的損壞是由于寄生三極管被擊穿而損壞了。
圖4：試驗(yàn)圖形
試驗(yàn)圖形如上，可以發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)候浪涌電壓噪聲很大。
對(duì)策：
我們盡量避免機(jī)械開(kāi)關(guān)和電子開(kāi)關(guān)并聯(lián)控制繼電器線圈這樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。如果無(wú)法避免，我們可以用三極管取代MOSFET器件來(lái)驅(qū)動(dòng)mos管，或者加上保護(hù)器件如壓敏電阻器，TVS之類(lèi)。
