先來(lái)簡(jiǎn)單了解MOS管的輸入電阻和靜電擊穿
輸入電阻
指的是在柵源之間，當(dāng)柵極電壓變化時(shí)，源極電流的變化率。MOS管的輸入電阻通常很高，具有很高的絕緣性能，這意味著只有極小的漏電流通過(guò)柵極。不過(guò)這種高電阻可以減小控制電路的功耗，讓它可以作為信號(hào)放大器的輸入級(jí)以及開(kāi)關(guān)使用。
靜電擊穿
由于靜電的積累導(dǎo)致電壓超過(guò)了原本MOS的絕緣能力，導(dǎo)致電流突然增大的現(xiàn)象。
一般靜電擊穿有兩種：
一是電壓型，即柵極的薄氧化層發(fā)生擊穿，形成針孔，使柵極和源極間短路，或者使柵極和漏極間短路；
二是功率型，即金屬化薄膜鋁條被熔斷，造成柵極開(kāi)路或者是源極開(kāi)路。
那么，回到問(wèn)題本身，為什么MOS管的輸入電阻很高，但是一遇到靜電就不行了？
MOS管的輸入電阻很高，某種程度上也意味著它對(duì)輸入信號(hào)的電流是非常敏感的。
我們知道MOS管是一個(gè)ESD敏感器件，由于本身的高輸入電阻再加上柵-源極間的電容非常小，導(dǎo)致它極易受外界電磁場(chǎng)或靜電的感應(yīng)而帶電，當(dāng)靜電或外界電磁場(chǎng)作用于MOS管時(shí)，就會(huì)在極間電容上形成電荷，導(dǎo)致極間電容的電壓升高。
由于輸入電阻很高，這些電荷無(wú)法通過(guò)輸入端得到很好地泄漏，于是電壓在極間電容上積累，可能會(huì)引起靜電擊穿甚至有損壞MOS管的風(fēng)險(xiǎn)。
上面我們有提到一個(gè)點(diǎn)，也就是MOS管的工作環(huán)境，在靜電場(chǎng)較強(qiáng)的環(huán)境中，空氣中的離子和電荷會(huì)較多，從而增大了增加靜電的積累和放電的可能性，也就進(jìn)一步增加了MOS管受到靜電損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
為了保護(hù)MOS管免受靜電損壞，可以采取以下措施：
1.MOS管的柵極接地：柵極接到一個(gè)固定的電位，避免其懸空；
2.并聯(lián)電阻：并聯(lián)一個(gè)電阻在Vgs之間，起到一個(gè)放電電阻，釋放電荷的作用；
3. 放置穩(wěn)壓二極管：在Vgs之間放置穩(wěn)壓二極管，受外部靜電或或引起高壓損壞的可能性。
此外，器件本身的性能也是十分重要的。 靜電放電產(chǎn)生的短時(shí)大電流，其脈沖時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)小于器件散熱的時(shí)間常數(shù)。因此，當(dāng)這樣的電流通過(guò)面積較小的pn結(jié)或者肖特基結(jié)時(shí)，就會(huì)瞬間產(chǎn)生高功率密度，導(dǎo)致局部過(guò)熱，甚至可能局部結(jié)溫升高超過(guò)材料的原本的溫度，導(dǎo)致結(jié)區(qū)局部或多處熔化，引發(fā)pn結(jié)短路，隨后器件完全失效。
這種失效的發(fā)生與否，主要取決于器件內(nèi)部區(qū)域的功率密度，功率密度越小，器件越不容易受損。因此，選擇功率密度小和防靜電效果比較好的優(yōu)質(zhì)MOS管器件更有利于防止擊穿的風(fēng)險(xiǎn)。
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