高压buck DC-DC流片后PASS管在上电过程中烧毁，请高手指点，谢谢！

guang3000

下图是芯片的模块图





    设计输入为12-40V，输出为3.3V ， 芯片里面集成一个VIN输入, 10V输出和外接2.2uF负载电容的的LDO，
用的是高压管做PASS管，其特性为VGS能承受12V,VDS能承受40V，管子尺寸为150u/1u，如下图所示，图中
的二极管是6V的钳位二极管，这样就算在上电大信号过程中EA完全切换，PASS管的VGS不会超过6V。




     

     这个BP10的PIN已经过了HBM 2kV的ESD。
    上电时间约为1.5ms，工作环境是socket测试板。上电只能到20V芯片就损坏，经过拍照分析是芯片内部10V LDO的PASS管损坏，如图所示。





这个pass高压管直接连到芯片外面，是普通的版图，并不是下面的这种常见的ESD版图




   LDO的pass管烧毁这可能是什么原因呢？请高手指点，谢谢！

mmkyy

看看VIN 和BP10的波形呢......

andy2000a

LDO  20V IN
VO=10V

PMOS power = 10V *I ..
會不會 流過大電流

還有 vin 有無 spike? overshoot

還有 是否發生某些地方 latch up ?

我是坦克

block图中用的是NMOS
schematic中用PMOS ？

VIN20V时，VDS有10V，PASS管有60ohm左右？
电流大概要超150mA，孔打的够不，用没用Top thick metal，看版图上PASS管源漏没有大面积金属连啊，不道分析对不。

我有点没看懂，6V钳位二极管加上了，输出的调整范围够么？大负载

guang3000

首先感谢大家的回复！！！

看看VIN 和BP10的波形呢......

LDO  20V IN
VO=10V

PMOS power = 10V *I ..
會不會 流過大電流

還有 vin 有無 spike? overshoot

還有 是否發生某些地方 latch up ?

明天会仿真下相关电压和电流波形。上电后再过几ms，在VDD基本稳定不变后，用示波器看的确是有短时间很窄的上下尖峰，幅度是1，2V左右，随后会把这个波形发上来

block图中用的是NMOS
schematic中用PMOS ？
VIN20V时，VDS有10V，PASS管有60ohm左右？
电流大概要超150mA，孔打的够不，用没用Top thick metal，看版图上PASS管源漏没有大面积金属连啊，不道分析对不。
我有点没看懂，6V钳位二极管加上了，输出的调整范围够么？大负载

这个芯片是替代国外同型号的，这个模块图是别的公司的，从spec看来这个regulator用的PASS管是NMOS。我们改成LDO了。。

这个LDO输出的电流负载能力很小，也就70mA左右。

tianbian360

我猜人家用NMOS没有问题，你用PMOS就烧坏了。。且是在上电时候烧坏的。。
测试分析如下：

1.上电时间用斜坡缓慢上电，VIN=1V/S （很慢）看看是否还是发生此类现象。
2. 如果上述实验没有被烧坏，可以肯定的是，上电过程中你的PSSS device VGS太大。
3. 高压管子一般VDS可以耐很高的电压，你的VGS真的可以>10V吗？???
4. latch up

tianbian360

"的二极管是6V的钳位二极管，这样就算在上电大信号过程中EA完全切换，PASS管的VGS不会超过6V。"

你的分析不对吧，这个diode不是保证VGS<6V的功能。。。如果VREF上电比较慢，你上电很快，VGS是可以很大的（VGS可以达到VIN）

我是坦克

"的二极管是6V的钳位二极管，这样就算在上电大信号过程中EA完全切换，PASS管的VGS不会超过6V。"

你的分析 ...
tianbian360 发表于 2011-7-24 20:18

                               
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    钳位时，二极管电流会比较大，即使VREF＝0，下面对VSS的PMOS应该没能力把二极管P拉到地吧

magicdog

外接2.2uf电容，启动时如果power supply来的很快，来不及响应，pass pmos必须对2.2uf电容充电，这个过程pmos的vgs>12V，也许就break down了.

guang3000

我猜人家用NMOS没有问题，你用PMOS就烧坏了。。且是在上电时候烧坏的。。
测试分析如下：
1.上电时间用斜坡缓慢上电，VIN=1V/S （很慢）看看是否还是发生此类现象。
2. 如果上述实验没有被烧坏，可以肯定的是，上电过程中你的PSSS device VGS太大。
3. 高压管子一般VDS可以耐很高的电压，你的VGS真的可以>10V吗？???
4. latch up

    谢谢大家的回复！！！ 试过了将软启动的SS/SD拉到零，这时候输出的驱动是关闭的，BP10的负载是芯片内的直流。
缓慢或者快速上电，能够到40V，没烧。再设Vin=18V ,  SS/SD=0 , 输出的驱动关闭，给BP10负载一个外接到地的300mA的电流，随着时间过去，10V的LDO电压会慢慢的往上飘，速度大概是0.2V/S高到一定程度后芯片就烧毁了，但如果在上漂的过程中关掉负载，芯片还是好的。试了两个板子和芯片都这样，真是很奇怪啊!

外接2.2uf电容，启动时如果power supply来的很快，来不及响应，pass pmos必须对2.2uf电容充电，这个过程pmos的vgs>12V，也许就break down了.

由于有钳位二极管，VGS最大也就6V