¿Los MOSFET discretos son sensibles a la ESD?

Question

Las entradas CMOS de los microcontroladores y otros circuitos integrados pueden resultar dañadas por descargas ESD. ¿Puede la puerta de un MOSFET discreto grande (2N7000, IRF9530, etc.) resultar dañada por descargas ESD?

Answer 1

Sí. He utilizado MOSFETs que tenían una goma conductora alrededor de las patillas para proteger la(s) puerta(s) cortocircuitando las patillas, que se retiraba después de soldar. (TO-39, IIRC)

Answer 2

Cualquier MOSFET fuera de un circuito será extremadamente sensible a ESD ya que un pico en la puerta que eleve su voltaje por encima del máximo y estará muerto. Los MOSFET de los circuitos suelen tener una protección explícita (Zeners en las puertas o diodos de sujeción en los controladores) y otras protecciones ESD incidentales como pulldowns o, posiblemente, una mayor capacitancia.

En cuanto a la pregunta "¿son menos sensibles los MOSFET grandes (y/o) discretos?", lo son por dos razones:

1. Es probable que el óxido de la puerta sea más grueso y necesite más tensión para romperse (aunque las líneas de entrada de un circuito integrado probablemente también estén sobredimensionadas en este sentido), y
2. La capacitancia de la puerta será mucho mayor, por lo que se necesitará mucha más carga para generar una tensión letal.

En un circuito, los modos de fallo más comunes (según mi experiencia) son los picos inductivos en el pin de la fuente que hacen saltar la puerta, o los del drenaje que pueden causar una ruptura fatal por avalancha. Creo que nunca he identificado positivamente un fallo dV/dt, que es cuando el aumento de voltaje en el MOSFET es tan rápido, que las capacitancias parásitas entre drenaje-puerta-fuente son capaces de encender el MOSFET causando cosas malas.

No obstante, si conectas bien a tierra tu fuente y disparas la puerta justo en el paquete con una pistola ESD en 11, puede que lo mates. Los usuarios no deberían poder meter sus sucias manitas en las líneas de la puerta porque podrían haber arrastrado sus calcetines de lana por la alfombra de poliéster, pero si pueden por alguna razón (???), un Zener debería proteger casi todo.

Answer 3

SÍ, absolutamente.

Antes cometí el error de poner 2N7000 en mis diseños y trabajé con ellos en entornos que no estaban bien protegidos contra ESD. He destruido literalmente docenas de 2N7000 haciendo esto.

La cuestión clave para mí es "cuánta" protección es necesaria en los diseños. Especialmente para la producción, cuando añadir protección cuesta dinero.

Answer 4

Existe una segunda fuente de 2n7000 con " KL " al final de la referencia fabricada por VISHAY y está totalmente protegida.