MOSFETの故障原因

質問

エンハンストメント形のP-Channel PowerMOSFETを使って、ステッピングモータ用電源のON/OFF制御をしています。実験では問題なかったのですが、1年位使用していると、数個故障してしまうものがあります。
故障の状況はテスターで導通を見てみるとS-D間の抵抗が良品に比べ遙かに小さな値（良品：無限大，不良品：数kΩ）となっていました。
ドレイン側の過電圧ではないかと言われたのですが、このFETはD->Sに保護用のダイオードが内蔵されています。電流容量もIDと同じです。
FETはこれまで使ったことがないので、色々調べていますが良く判りません。
どなたか詳しい方、素人に判るように教えて下さい。
よろしくお願いします。

回答No.2

soramist · ベストアンサー

>ドレイン側の過電圧ではないかと言われたのですが、このFETはD->Sに保護用のダイオードが内蔵されています。

ドレンソース間に入っている保護ダイオードは、逆接に対する保護（リレー等を接続した場合の逆起電力を含む）が目的です。
過電圧保護（ツェナーの役目？）をするものではありません。(^_^;)
http://www.necel.com/nesdis/image/D17231JJ2V0DS00.pdf

>電流容量もIDと同じです。
この意味がよくわからないのですが、前者がスペックで、後者が通電電流、という意味でしょうか？
通常は[ID]というとスペックを言うので、混乱します。(^_^;)

スペックと通電電流が同じくらいなら、ちょっと問題です。
データシートの、「ドレン電流とオン抵抗の図(P4)」を見てください。
ID（定格）の付近で、オン抵抗は急激に上昇します。
これにより、FETは過熱している可能性があります。
通常は、通電電流は定格の半分くらいにとります。

もうひとつ、ゲートドライブ電圧が十分あるかどうかも問題です。
「ゲート電圧とオン抵抗」の図を見てください。
十分なドライブ電圧がないと、オン抵抗は急激に上昇します。
前記と同様、熱破壊を起こす可能性があります。
熱破壊は、定格を僅かに超えている場合、ジワジワと起きます。

放射温度計を用いて、FETの表面温度を観測されることを、お勧めします。
動作中の温度を、データシートの、「ディレーティングファクタの図(P3)」と照合して、これを超えないように設計することが必要です。

参考URL：

http://www.necel.com/nesdis/image/D17231JJ2V0DS00.pdf

お礼

ありがとうございます。
もう一度検討し直してみました。
ドレイン電流は、定格の40%以下で設計していますが、
自分でも、熱設計が不十分ではと思っています。
アドバイスを参考に、
もう少し悩んでみます。
ありがとうございました。

回答No.1

JMPFAR

回路図も無く、パターン図も無ければ、使われている状況が解らなければ回答する事は不可能です。
書込を良く見ると製品として出されていると思いますが、知恵袋で聞く内容とは思えません。
修羅場をくぐり抜けて、技術者は強くなるのです、負けずに頑張って下さい。

お礼

返信遅くなり済みません。
いくつか思いつくことがあります。
頑張って見ます。
ありがとうございました。