Perché l'elevata resistenza di ingresso del tubo MOS non resiste all'elettricità statica

Il transistor MOS ha una resistenza di ingresso molto elevata. Tuttavia, è anche molto sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD) a causa della sua elevata resistenza di ingresso e della capacità gate-source molto piccola. Il transistor MOS può caricarsi facilmente se esposto a campi elettromagnetici esterni o elettricità statica. Inoltre, in situazioni di forte elettricità statica, è difficile scaricare la carica accumulata, il che può portare al guasto della scarica statica.

Esistono generalmente due tipi di guasto elettrostatico:
Il primo è di tipo a tensione, in cui il sottile strato di ossido dell'elettrodo di gate si rompe, formando fori di spillo e cortocircuitando tra l'elettrodo di gate e l'elettrodo di source, o tra l'elettrodo di gate e l'elettrodo di drain.

Il secondo è di tipo di potenza, in cui la striscia di alluminio a film sottile metallizzato viene fusa, provocando un circuito aperto tra l'elettrodo di gate e l'elettrodo di source o un circuito aperto tra l'elettrodo di gate e l'elettrodo di drain.

Ragioni e soluzioni per la rottura del MOSFET?
Innanzitutto, la resistenza di ingresso del MOSFET è molto elevata, mentre la capacità tra i terminali di gate e source è molto piccola. Pertanto, è altamente suscettibile all'induzione di campi elettromagnetici esterni o di elettricità statica e anche una piccola quantità di carica può causare la formazione di una tensione significativa attraverso la capacità (U=Q/C), causando danni al transistor.

Sebbene il terminale di ingresso del MOSFET sia protetto contro l'elettricità statica, richiede comunque un'attenta gestione. È meglio utilizzare contenitori metallici o materiali di imballaggio con proprietà conduttive per lo stoccaggio e il trasporto ed evitare di collocarli in ambienti con materiali o tessuti che possono generare alta tensione statica, come materiali chimici o fibre sintetiche.

Durante l'assemblaggio e il debug, gli utensili, gli strumenti, i banchi di lavoro, ecc. devono essere tutti adeguatamente messi a terra. È importante prevenire danni causati da interferenze statiche da parte dell'operatore. È sconsigliabile indossare indumenti in nylon o fibre sintetiche. Si consiglia inoltre di mettere a terra la mano o l'utensile prima di toccare il circuito integrato. Quando si raddrizzano o si piegano i cavi del dispositivo o si esegue la saldatura manuale, l'attrezzatura utilizzata deve essere adeguatamente messa a terra.

In secondo luogo, il diodo di protezione sull'estremità di ingresso del circuito MOS ha un limite di corrente generalmente di 1 mA quando è in conduzione. Quando esiste la possibilità di un'eccessiva corrente transitoria in ingresso (più di 10 mA), è necessario collegare in serie un resistore di protezione in ingresso. Pertanto, al momento dell'applicazione, è possibile selezionare un tubo MOS con resistore di protezione interno.

Inoltre, poiché il circuito di protezione può assorbire solo una quantità limitata di energia istantanea, eccessivi segnali istantanei e tensioni statiche eccessivamente elevate renderanno inefficace il circuito di protezione. Pertanto, durante la saldatura, il saldatore deve essere collegato a terra in modo affidabile per evitare che l'estremità di ingresso del dispositivo venga danneggiata dalla corrente di dispersione. Durante l'utilizzo, la saldatura può essere eseguita utilizzando il calore residuo del saldatore dopo lo spegnimento e i pin di messa a terra devono essere saldati prima.

Qual è il ruolo del resistore pull-down MOS gate-source (GS)?
Il MOS è un dispositivo pilotato dalla tensione sensibile alla tensione. Il gate flottante (G) viene facilmente influenzato da interferenze esterne, causando la conduzione del MOS. Il segnale di interferenza esterna carica la capacità della giunzione GS e questa piccola carica può essere immagazzinata per lungo tempo.

Nell'esperimento è molto pericoloso che G sia sospeso, poiché per questo motivo sono scoppiati molti tubi. Aggiungendo un resistore pull-down a terra, i segnali di interferenza di bypass non passeranno direttamente. Il resistore è tipicamente di circa 10~20K ed è chiamato resistore di gate.
Funzione 1: fornisce tensione di polarizzazione per transistor ad effetto di campo.
Funzione 2: Agisce come un resistore di dispersione per proteggere il gate G e la sorgente S.

La prima funzione è facile da capire. Qui, spieghiamo il principio della seconda funzione. La resistenza tra il gate G e la sorgente S di un transistor ad effetto di campo è molto grande. Pertanto, anche una piccola quantità di elettricità statica può generare una tensione molto elevata attraverso la capacità equivalente tra i terminali GS.

Se queste piccole quantità di elettricità statica non vengono scaricate in modo tempestivo, l'alta tensione su entrambe le estremità può causare il malfunzionamento del transistor ad effetto di campo o addirittura la rottura dei terminali GS. Il resistore aggiunto tra il gate e la sorgente può scaricare l'elettricità statica sopra menzionata, proteggendo così il transistor ad effetto di campo.

LISUN Pistole simulatore ESD (Generatore a scarica elettrostatica/Pistola elettrostatica/Pistole ESD) è pienamente conforme a IEC 61000-4-2, EN61000-4-2, ISO10605, GB/T17626.2, GB/T17215.301 ed GB/T17215.322.

Che cos'è un test ESD?
L'elettricità statica generata dal corpo umano sull'oggetto o tra due oggetti può causare il malfunzionamento o addirittura il danneggiamento dei circuiti delle apparecchiature elettriche ed elettroniche. Il generatore ESD è progettato per resistere alla misurazione delle prestazioni ESD per la valutazione di apparecchiature elettriche ed elettroniche. ESD61000-2/ESD61000-2A ha un touch screen LCD sia in inglese che in cinese. 

A cosa serve una pistola simulatore ESD?
Il simulatore di scarica elettrostatica è la tensione elettrostatica più alta che può arrivare fino a 30 kv, il che è sufficiente per coprire il grado standard più severo di requisiti di tensione elettrostatica (i requisiti di tensione della scarica elettrostatica in aria di grado 4 sono 15 KV). La pistola per test ESD può essere utilizzata per la maggior parte delle apparecchiature elettriche ed elettroniche per il test delle scariche elettrostatiche e può anche garantire la comparabilità e la riproducibilità del test.

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