中心議題：

• 汽車電子係統中故障問題
• 車用MOSFET組件保護技術
• 如何在溫度過高的情況下達到自我保護作用

解決方案：

• 采用熱滯後電路
• 確保器件吸收的能量不超過最大額定值

車上所使用的燈泡到繼電器
、從LED顯示照明到起動馬達，許多組件的多元應用
，不僅提供了各式各樣的高負載性、低di成cheng本ben效xiao益yi的de解jie決jue方fang案an
，另ling外wai也ye必bi須xu兼jian具ju注zhu重zhong安an全quan性xing汽qi車che所suo要yao求qiu的de通tong訊xun及ji診zhen斷duan能neng力li。因yin此ci，為wei了le增zeng加jia車che上shang電dian子zi係xi統tong的de可ke靠kao性xing及ji耐nai久jiu性xing，除chu了le降jiang低di維wei修xiu成cheng本ben之zhi外wai
，設she計ji人ren員yuan在zai功gong率lv器qi件jian中zhong加jia入ru故gu障zhang保bao護hu電dian路lu，才cai能neng避bi免mian組zu件jian發fa生sheng故gu障zhang，降jiang低di電dian子zi係xi統tong所suo造zao成cheng損sun害hai。
　　
lingwai，zaiyibanqichexingshideqingkuangxia，yidanchuxianlecheshangdezujianchuxianguzhangzhuangkuang，jiangdaozhiqicheshangdedianluxitongfashengduanlu
，huodianyuanwufagongdian。zaiyuanchengchuanganqizhongcaiyongcheyongjinshuyanghuabandaotichangxiaojingtiguan（MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor

；以下簡稱MOSFET）組件技術後，將能適時地保護發生故障的組件
，或者在汽車線束及故障組件之間形成一個很高的阻抗
，降低故障的發生率。
　　
車用MOSFET組件與自我保護技術
　　
新車型的設計在某種程度上依賴電子電路的設計，用來降低成本、tigaokekaoxingjifengfugongneng，lingyifangmianyesuizhedianqijidianzixitongbuduandizengjia，yijitamenzhandabufenqichechengbenhezhongliangdexianshiqingkuang，shidedianlubaohushejichengweishejigongzuozhongdeyigeguanjianyinsu。yinci，weileqicheshangzujianshiyongxingdewenti
，yibanqichezujiandeshejigongchengshidadouhuishiyongwaibuchuanganqi
、分立電路或者是使用軟件來加以因應。不過
，以目前的發展趨勢來看，隨著技術持續的發展，MOSFET這可歸類在多載式導電的單極型電壓控製組件，除了具有高頻率性能、輸入阻抗高、驅動功率小、熱re穩wen定ding性xing優you良liang等deng優you點dian之zhi外wai
，還hai能neng使shi功gong率lv組zu件jian更geng能neng夠gou符fu合he最zui低di的de係xi統tong成cheng本ben，藉ji以yi達da到dao更geng為wei優you異yi的de故gu障zhang自zi我wo保bao護hu係xi統tong。因yin此ci

，大da部bu分fen的de設she計ji人ren員yuan轉zhuan而er采cai用yong具ju有you保bao護hu作zuo用yong的deMOSFET功率組件來完成。
圖說：一般的汽車電路係統架構
，大致上可簡單分為嵌入式與便利端口等兩種形式，而目前所使用的技術規範中，定義了MOSFET組件的技術規範。
　　
在過去這幾年當中
，在汽車內
、外(wai)部(bu)安(an)裝(zhuang)了(le)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)，藉(ji)以(yi)控(kong)製(zhi)汽(qi)車(che)主(zhu)體(ti)功(gong)能(neng)的(de)汽(qi)車(che)廠(chang)商(shang)持(chi)續(xu)地(di)快(kuai)速(su)增(zeng)加(jia)，使(shi)得(de)車(che)用(yong)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)應(ying)用(yong)數(shu)量(liang)也(ye)有(you)顯(xian)著(zhu)的(de)提(ti)升(sheng)。而(er)在(zai)複(fu)雜(za)的(de)車(che)用(yong)電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)中(zhong)

，幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)使(shi)用(yong)的(de)功(gong)率(lv)組(zu)件(jian)除(chu)了(le)要(yao)能(neng)因(yin)應(ying)環(huan)境(jing)快(kuai)速(su)的(de)變(bian)化(hua)之(zhi)外(wai)

，在(zai)麵(mian)對(dui)到(dao)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)關(guan)閉(bi)瞬(shun)間(jian)電(dian)流(liu)
，及(ji)負(fu)載(zai)切(qie)斷(duan)電(dian)源(yuan)故(gu)障(zhang)所(suo)引(yin)起(qi)的(de)高(gao)壓(ya)變(bian)化(hua)時(shi)
，能(neng)有(you)其(qi)因(yin)應(ying)之(zhi)道(dao)。
　　[page]
另外，還有一點就是當車內的環境工作溫度一旦超過100℃∼120℃的時候（如：引擎室、輪胎周圍等），很hen容rong易yi就jiu會hui產chan生sheng組zu件jian結jie溫wen的de情qing形xing，進jin而er影ying響xiang到dao組zu件jian的de可ke靠kao度du及ji其qi它ta可ke能neng發fa生sheng故gu障zhang的de問wen題ti。還hai有you一yi個ge問wen題ti就jiu是shi車che上shang複fu雜za的de線xian束shu問wen題ti
，在zai車che用yong線xian束shu中zhong有you許xu多duo的de連lian接jie器qi
，因yin為wei汽qi車che上shang有you越yue來lai越yue大da功gong率lv需xu求qiu，即ji便bian是shi在zai一yi般ban的de應ying用yong條tiao件jian下xia，組zu件jian所suo要yao承cheng受shou的de壓ya力li相xiang對dui提ti高gao，也ye很hen有you可ke能neng造zao成cheng組zu件jian電dian氣qi連lian接jie發fa生sheng間jian斷duan性xing的de故gu障zhang問wen題ti。
　　
為了使汽車能具有更大的電流需求，以因應目前的潮流，使得汽車半導體廠商必須開發電源MOSFET組件技術
，以降低電流流動時的電阻值，使得目前MOSFET在車用電子、電(dian)力(li)係(xi)統(tong)中(zhong)，已(yi)有(you)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)應(ying)用(yong)
，也(ye)不(bu)難(nan)看(kan)出(chu)其(qi)重(zhong)要(yao)性(xing)。現(xian)階(jie)段(duan)，除(chu)了(le)滿(man)足(zu)車(che)上(shang)多(duo)變(bian)的(de)應(ying)用(yong)環(huan)境(jing)之(zhi)外(wai)，還(hai)得(de)要(yao)順(shun)應(ying)國(guo)際(ji)組(zu)件(jian)的(de)標(biao)準(zhun)需(xu)求(qiu)，達(da)到(dao)更(geng)有(you)效(xiao)率(lv)的(de)能(neng)量(liang)利(li)用(yong)率(lv)，以(yi)及(ji)最(zui)低(di)成(cheng)本(ben)的(de)應(ying)用(yong)優(you)勢(shi)，才(cai)能(neng)進(jin)一(yi)步(bu)符(fu)合(he)汽(qi)車(che)市(shi)場(chang)對(dui)於(yu)功(gong)率(lv)組(zu)件(jian)的(de)要(yao)求(qiu)。因(yin)此(ci)，車(che)用(yong)電(dian)子(zi)設(she)計(ji)工(gong)程(cheng)師(shi)在(zai)為(wei)汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)設(she)計(ji)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)的(de)同(tong)時(shi)
，除(chu)了(le)適(shi)宜(yi)性(xing)
、可靠性及耐久性等產品本身的問題之外，還必須要麵到各式各樣艱難的技術問題。
圖說：隨著電力需求的增加，提高了線束的複雜度，增加了對汽車的電線、重量以及封裝的限製。因此，每條電氣線路都要求針對短路和過載提供充足的電路保護措施，雖然
，每個電氣負載理論上都可采用自身專用的熔斷器進行保護，但是熔斷器在熔斷後必須進行更換。
　　
汽車電子係統中還有哪些問題尚待解決
　　
◎車上係統的短路故障問題
　　
如果在車上電路係統組件之間，一旦發生了短路故障的情況，會使得MOSFET立即關閉
，短路的電流會通過MOSFET周(zhou)圍(wei)來(lai)進(jin)行(xing)分(fen)流(liu)，很(hen)容(rong)易(yi)就(jiu)能(neng)發(fa)現(xian)故(gu)障(zhang)問(wen)題(ti)的(de)存(cun)在(zai)。不(bu)過(guo)
，一(yi)旦(dan)電(dian)路(lu)係(xi)統(tong)的(de)短(duan)路(lu)現(xian)象(xiang)是(shi)屬(shu)於(yu)間(jian)歇(xie)性(xing)
，或(huo)者(zhe)負(fu)載(zai)為(wei)電(dian)感(gan)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，電(dian)流(liu)停(ting)止(zhi)時(shi)會(hui)在(zai)MOSFET上產生一個反激式電壓（Flyback），laijiayipanduanfuzaidianganzhongdefengzhidianliushifougaoyuzhengchanggongzuoshidefengzhidianliu。yinci，zujiansuoxishoudenenglianghuibiyuanxianyuqidehaiyaoduo，erduogejianxiexingfashengduanludeqingkuang
，yehuizhuanweilianxuerkuaisufasheng，jinerdaozhifengzhijiewenkuaisutigao，rongyiduizujianbenshenchanshengqianzaixingdepohuai。
　　
◎溫度過高也容易發生故障問題
　　
組件引腳的靜電放電（ESD）、線路瞬間電流，以及電感負載開關產(chan)生(sheng)壓(ya)力(li)過(guo)高(gao)，另(ling)外(wai)就(jiu)是(shi)過(guo)熱(re)的(de)問(wen)題(ti)。在(zai)眾(zhong)多(duo)設(she)備(bei)中(zhong)，一(yi)旦(dan)組(zu)件(jian)的(de)溫(wen)度(du)過(guo)熱(re)就(jiu)容(rong)易(yi)導(dao)致(zhi)故(gu)障(zhang)的(de)發(fa)生(sheng)

，甚(shen)至(zhi)是(shi)引(yin)起(qi)其(qi)它(ta)組(zu)件(jian)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)。就(jiu)像(xiang)電(dian)路(lu)係(xi)統(tong)的(de)短(duan)路(lu)現(xian)象(xiang)

，容(rong)易(yi)使(shi)組(zu)件(jian)發(fa)生(sheng)過(guo)高(gao)的(de)功(gong)耗(hao)
，或(huo)者(zhe)是(shi)在(zai)極(ji)冷(leng)、極熱的環境條件下

，使組件的散熱設備或電路板間的焊錫產生失效情況。在這麼多可能導致故障的情況下，具自我保護MOSFET組(zu)件(jian)的(de)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)
，則(ze)是(shi)在(zai)一(yi)種(zhong)安(an)全(quan)模(mo)式(shi)來(lai)加(jia)以(yi)監(jian)測(ce)
，甚(shen)至(zhi)是(shi)控(kong)製(zhi)組(zu)件(jian)工(gong)作(zuo)情(qing)況(kuang)
，一(yi)旦(dan)組(zu)件(jian)臨(lin)時(shi)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)
，還(hai)能(neng)立(li)即(ji)修(xiu)複(fu)並(bing)恢(hui)複(fu)到(dao)正(zheng)常(chang)功(gong)能(neng)
，甚(shen)至(zhi)能(neng)夠(gou)進(jin)一(yi)步(bu)降(jiang)低(di)汽(qi)車(che)上(shang)的(de)控(kong)製(zhi)組(zu)件(jian)的(de)體(ti)積(ji)尺(chi)寸(cun)，還(hai)具(ju)有(you)提(ti)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)
，而(er)在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)方(fang)麵(mian)則(ze)具(ju)有(you)自(zi)我(wo)故(gu)障(zhang)診(zhen)斷(duan)
、工作狀態監測及溫度感測、過電壓以及過電流斷電的保護等功能。
圖說：汽車電子的輸出係統在一般情況下也需要對由短路或電機堵轉所造成的過電流現象進行自我保護，因此，MOSFET在設計上
，采取高頻率性能、輸入阻抗高
、驅動功率小、熱穩定性優良的設計方式。
　　[page]
如何在溫度過高的情況下達到自我保護作用
　　
在一般的汽車上，所使用的過溫保護組件，是利用對溫度較為敏感的組件，如：二極管的偏壓來加以實現。假設上述的這些組件監測到芯片結溫溫度超過當初所設定的數值

，電路係統便會將具有主功率的MOSFET門(men)極(ji)拉(la)到(dao)接(jie)地(di)
，並(bing)在(zai)第(di)一(yi)時(shi)間(jian)就(jiu)關(guan)閉(bi)該(gai)組(zu)件(jian)，使(shi)其(qi)中(zhong)的(de)部(bu)份(fen)內(nei)置(zhi)組(zu)件(jian)能(neng)暫(zan)停(ting)電(dian)流(liu)傳(chuan)遞(di)動(dong)作(zuo)，待(dai)芯(xin)片(pian)的(de)溫(wen)度(du)稍(shao)微(wei)下(xia)降(jiang)到(dao)適(shi)當(dang)的(de)溫(wen)度(du)之(zhi)後(hou)，才(cai)會(hui)導(dao)通(tong)電(dian)流(liu)至(zhi)正(zheng)常(chang)狀(zhuang)態(tai)。
　　
當發生溫度過高的故障之後

，有兩個主要問題必須要解決。

第di一yi
，當dang溫wen度du限xian製zhi開kai關guan斷duan電dian路lu與yu電dian流liu限xian製zhi電dian路lu一yi起qi協xie同tong運yun作zuo時shi
，有you可ke能neng產chan生sheng的de高gao溫wen故gu障zhang問wen題ti。當dang電dian流liu產chan生sheng限xian製zhi電dian路lu時shi，將jiang門men極ji節jie點dian的de電dian壓ya增zeng加jia到dao閥fa值zhi電dian壓ya的de附fu近jin，同tong時shi迫po使shi組zu件jian進jin入ru工gong作zuo模mo式shi的de情qing況kuang，並bing在zai不bu同tong的de組zu件jian結jie構gou下xia，產chan生sheng不bu同tong的de參can數shu值zhi與yu分fen析xi的de數shu據ju結jie果guo，如ru此ci便bian可ke保bao持chi電dian流liu限xian製zhi的de設she定ding點dian隨sui時shi符fu合he高gao電dian流liu及ji低di功gong耗hao的de特te性xing，以yi滿man足zu從cong機ji械xie形xing式shi進jin展zhan成cheng機ji電dian形xing式shi的de汽qi車che電dian子zi係xi統tong。
　　
對dui於yu采cai用yong熱re滯zhi後hou電dian路lu讓rang零ling件jian在zai過guo溫wen故gu障zhang情qing況kuang下xia循xun環huan導dao通tong和he關guan閉bi的de組zu件jian，結jie溫wen將jiang穩wen定ding在zai滯zhi後hou電dian路lu高gao低di設she定ding點dian之zhi間jian的de溫wen度du。這zhe與yu高gao溫wen可ke靠kao性xing測ce試shi類lei似si
，都dou取qu決jue於yu組zu件jian在zai故gu障zhang情qing況kuang下xia的de工gong作zuo時shi間jian。一yi般ban來lai說shuo，當dang組zu件jian的de可ke靠kao性xing下xia降jiang變bian成cheng一yi個ge受shou重zhong視shi的de問wen題ti時shi，別bie指zhi望wang在zai故gu障zhang情qing況kuang下xia該gai組zu件jian工gong作zuo幾ji千qian小xiao時shi或huo更geng長chang時shi間jian。
　　
第二、當dang設she備bei持chi續xu地di進jin行xing作zuo動dong，使shi組zu件jian的de溫wen度du過guo高gao有you可ke能neng會hui導dao致zhi自zi我wo保bao護hu作zuo用yong失shi效xiao

，發fa生sheng組zu件jian故gu障zhang的de可ke能neng情qing況kuang。這zhe是shi因yin為wei關guan閉bi電dian感gan負fu載zai或huo變bian壓ya器qi負fu載zai的de同tong時shi，其qi輸shu出chu的de放fang大da功gong率lv會hui因yin為wei頻pin率lv的de不bu同tong，而er產chan生sheng差cha異yi與yu變bian化hua，此ci時shi的de電dian路lu組zu件jian便bian會hui主zhu動dong吸xi收shou存cun儲chu在zai負fu載zai電dian感gan中zhong的de能neng量liang
，這zhe對dui於yu應ying用yong在zai汽qi車che電dian子zi
、電路係統的MOSFET標(biao)準(zhun)組(zu)件(jian)係(xi)統(tong)來(lai)說(shuo)，是(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)。因(yin)為(wei)，一(yi)旦(dan)結(jie)溫(wen)超(chao)過(guo)內(nei)部(bu)所(suo)能(neng)承(cheng)受(shou)的(de)溫(wen)度(du)
，組(zu)件(jian)不(bu)再(zai)具(ju)有(you)半(ban)導(dao)體(ti)特(te)性(xing)，門(men)極(ji)的(de)控(kong)製(zhi)動(dong)作(zuo)容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)錯(cuo)誤(wu)情(qing)況(kuang)，除(chu)非(fei)漏(lou)極(ji)電(dian)源(yuan)功(gong)率(lv)立(li)即(ji)消(xiao)失(shi)，否(fou)則(ze)當(dang)晶(jing)體(ti)管(guan)門(men)極(ji)長(chang)度(du)縮(suo)短(duan)，會(hui)導(dao)致(zhi)門(men)限(xian)電(dian)壓(ya)（thresholdvoltage）因此而降低，進而產生短通道效應（short-channeleffect）
，將使得設備的電路組件受到破壞。
　　
自保護的MOSFET可(ke)能(neng)遭(zao)受(shou)同(tong)樣(yang)的(de)情(qing)況(kuang)，因(yin)為(wei)當(dang)門(men)極(ji)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)對(dui)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)進(jin)行(xing)偏(pian)置(zhi)時(shi)，由(you)於(yu)門(men)極(ji)偏(pian)置(zhi)為(wei)零(ling)，過(guo)溫(wen)限(xian)製(zhi)電(dian)路(lu)處(chu)於(yu)無(wu)效(xiao)狀(zhuang)態(tai)。在(zai)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)和(he)最(zui)壞(huai)的(de)故(gu)障(zhang)情(qing)況(kuang)下(xia)(如器件間歇性短路的情況)
，dianlushejirenyuanbixuquebaoqijianxishoudenengliangbuchaoguozuidaedingzhi。lingwai，jishichuxianzuigaonengliangedingzhi，nengliangmaichongzhijianbixuyouzugoudeshijianrangjiewenlengquedaochushijiewen。fouze，jiewenzaimeigenengliangmaichongzhihoushenggao
，zuizhongdadaoneibuguzhangwendu。
圖說：汽車電路架構的未來將以42VPowerNet供電網絡和過渡性雙電壓網絡進行轉變的戰略，為電氣和電子係統架構提供了許多革新的機會。
　　
最後，微機電的發展對汽車電力、電子設備的控製係統、故障自我偵測
、訊xun號hao處chu理li等deng
，也ye是shi具ju有you時shi代dai性xing的de重zhong要yao象xiang征zheng，而er在zai電dian源yuan接jie口kou也ye需xu要yao具ju有you過guo電dian流liu的de自zi我wo保bao護hu功gong能neng，展zhan現xian目mu前qian汽qi車che電dian子zi產chan業ye體ti係xi所suo導dao入ru的de電dian源yuan標biao準zhun，並bing針zhen對dui汽qi車che電dian源yuan的de部bu分fen進jin行xing自zi我wo保bao護hu
，以yi防fang止zhi各ge種zhong類lei型xing的de故gu障zhang發fa生sheng，如ru：接jie觸chu不bu良liang的de電dian纜lan或huo接jie頭tou插cha入ru到dao商shang品pin時shi，產chan生sheng短duan路lu或huo造zao成cheng車che上shang其qi它ta電dian子zi設she備bei的de損sun壞huai。由you此ci可ke見jian，未wei來lai微wei機ji電dian在zai汽qi車che上shang的de應ying用yong還hai會hui持chi續xu的de發fa展zhan，包bao括kuo：微電子技術、電力技術等運用到汽車上的電力、電子組件中，才能開發出更多且適合用在汽車上的電力、電子組件自我保護係統。
　　
車上的電流限製可以透過使用電阻
、保險絲、開關或MOSFETzujianjishulaijiayishixian。muqianhenshaocaiyongdianzubaohufangan，yinweitahuizaizhengchangdianliuzhuangtaixiachanshengguodadedianyajiang。youkenengcaiyongyicixingbaoxiansifangan，danshizhezhongbaohuyiyusunhuai，erqiebixuzaichanshengguzhanghouyuyigenghuan。shuangjinshukaiguandejuxianxingzaiyutacunzaifanfujietong，bingyoukenengdaozhichudianronglianguzhang。zaihenduoqicheyingyongzhong，zuihaodebaohufanganweiMOSFET組件技術，這種組件在正常工作狀態下呈現低阻抗，而在產生故障時呈現高阻抗；如此一來，便能使汽車電力自我保護係統呈現最佳化的狀態。
　　
一般來說，在汽車上最常見，也最麻煩的故障問題，就是汽車電路係統「短路」的故障問題，這是因為汽車在電源啟動或關閉的過程中，很容易就會產生短路組件，而這類型的故障形式，例如：負載間的短路
、kaiguanjiandeduanluhuodianyuanjiedideduanluguzhang。zhemeshuohaole，zaiqicheshangsuochanshengduanluguzhangdabufenshishuyujianxiexing

，yejiushishuozaihenduanshijiannei，youkenengjiuhuichanshenghenduozhongbutongdefashengzhuangkuang；因此，可以利用MOSFET組件來解決車上電路係統短路的問題。