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！

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！

看看VIN 和BP10的波形呢......

LDO20V 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 ?

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

首先感谢大家的回复！

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

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。

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

"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）

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

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.

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！

由于有钳位二极管，VGS最大也就6V

不太理解。

个人分析：
1).从FA照片上看，顶层金属烧毁的痕迹不是特别明显，貌似底层管子被烧黑了。从这个角度看，不是顶层金属电流密度不够而造成的，如果是金属电流密度不够，也就是说金属线宽不够，那么顶层金属烧毁以后变黑并且造成短路。
2）.排除1)的可能性，那就属于PMOS功率管的问题了。其一，考虑Latchup。上电时候功率管对负载充电，当遇到阻性负载时候，过冲比较大。这个过冲电压的抬高是造成Latchup的一个原因之一。建议：1.给AGND串联一个1欧姆电阻，分析瞬态过程，看AGND被抬高多少毫伏，如果超过一个PN结导通电压，请注意大电流的出处！2.给LDO加限流保护，本人也遇到过Ti的一个芯片，内部LDO没有限流保护但是Ti没事，咱们就挂了！3.NMOS做为PASS管，不会造成严重过冲，毕竟Gate电压上电过程需要CP慢慢抬升电压，或者靠EA提供Driver Voltage。而PMOS的Gate Voltage 靠EA控制，EA存在摆率限制，很可能动几下，然后PASS管输出电流就冲几下，接着就挂掉。
3）.具体分析PASS管烧毁部分，到底是Gate打穿还是沟道打穿?是否考虑PASS管的L取值问题?考虑具体工艺，例如punch through 之类的效应是否考虑.L不要取太小，一味追求Low Dropout 对可靠性是一种藐视。

谢谢你的热心指点！

烧坏的原因可能有两个：
1. 钳位的zener管没有将VGS钳住。
2. 在pass transistor上面的功耗过大，导致温度过高，烧坏。
先说原因2：
2.1 看你给出的功能框图，里面设计了over temperature protection （OTP）, 不知道实际的电路是否在过温的时候将LDO也关闭。
如果过温将LDO关闭，那么在上面0.2V/s的速度这个量级，芯片里面温度肯定是来得及传递的，OTP可以可靠的关断LDO，pass transistor不会被烧坏。可以排除原因2.
2.2 如果OTP发生没有将LDO关断，那可以在VIN缓慢上电，LDO带负载电流的情况下，测试在烧坏之前是否发生了OTP。也许下面这个测试方法可以: SS正常，将FB拉低，用10kohm的电阻将LDRV 上拉到5V。VIN缓慢上点，LDO带一定负载电流，OTP没发生之前，LDRV上拉到高电平，OTP发生后，LDRV被下拉到低电平（不知道你芯片的逻辑是否在OTP时也把LDRV关掉，如果关掉，这个测试方法就不行了）。
这个测试，如果在烧坏之前没有发生OTP，那肯定不是原因2，基本上是原因1了。
如果在烧坏之前发生了OTP，那基本上就是原因2了。
对于原因1：
从你的描述来看，LDO的VGS被钳位时，最大的输出电流能力为70mA，根据你给的pass transistor尺寸，150u/1u （看起来你的版图尺寸要比这个比例大得多?），VGS钳位6V，估算也在50mA左右。
但是你之前的测试，在LDO负载上面加了300mA的负载电流，LDO的输出电压没有被拉到地，还是可以上升。这表明pass transistor的VGS没有钳位在6V，可能已经大于10V了。从这个测试来看，说明zener管没有起到钳位作用。 但这也只是说明可能是原因1，不能排除潜在的原因2。

这个嵌位电路太冒险了，应该用高压bjt管连成二极管方式，接在嵌位的diode管下面，如果电压超过12v,让此嵌位电路导通，使得LDO的PASS管的栅极电压小于12V

标个记号，以后再看

学习了
谢谢

学习了

latchup 可能性较高。

小编这个最后是什么问题?成功解决了把?