mos管炸机-MOS管炸不炸机 原因的关键看这里

mos管炸机

mos管炸机(ji)是(shi)电源工程师最怕(pa)的(de)，mos管炸机(ji)！用着用着就(jiu)坏了(le)，莫名(ming)其妙MOS管就(jiu)炸了(le)，真(zhen)是(shi)又(you)(you)怕(pa)又(you)(you)恨，可(ke)到底是(shi)哪里出(chu)问(wen)题了(le)呢(ni)?这一切都和SOA相关。

我们知道(dao)开(kai)关(guan)电(dian)源中MOSFET、 IGBT是最核心也(ye)是最容易烧坏的器(qi)件(jian)。开(kai)关(guan)器(qi)件(jian)长期(qi)工作于高电(dian)压(ya)大电(dian)流状态，承受着(zhe)很大的功耗(hao)，一(yi)但过(guo)压(ya)或过(guo)流就会(hui)导致功耗(hao)大增，晶(jing)圆结温急剧上升(sheng)，如果散热不及时，就会(hui)导致器(qi)件(jian)损(sun)坏，甚至可能会(hui)伴随爆炸，非常危险。这里就衍生一(yi)个(ge)概念，安全工作区。

什么是mos管的安全工作区？

mos管(guan)炸机，安(an)全工作(zuo)(zuo)区(qu)：SOA(Safe operating area)是由(you)一系列(电(dian)(dian)压，电(dian)(dian)流)坐标点形成的(de)一个二维区(qu)域，开关(guan)器件正常(chang)工作(zuo)(zuo)时的(de)电(dian)(dian)压和电(dian)(dian)流都不(bu)会超过该区(qu)域。简单的(de)讲，只要器件工作(zuo)(zuo)在SOA区(qu)域内就是安(an)全的(de)，超过这个区(qu)域就存在危险。

功(gong)率(lv)MOS管的安(an)全工作区（SOA）受最(zui)大(da)漏(lou)源(yuan)电(dian)(dian)压VDSmax ，最(zui)大(da)漏(lou)极电(dian)(dian)流(liu)IDmax ，最(zui)大(da)允许功(gong)耗Pmax和导通电(dian)(dian)阻Ron4个参数的限制。其中VDSmax 即为(wei)漏(lou)源(yuan)击(ji)穿电(dian)(dian)压VBR，IDmax即为(wei)漏(lou)极饱和电(dian)(dian)流(liu)IDsat，而Pmax则由温度及热(re)阻决(jue)定，可表示为(wei)：

式(shi)中：Tjmax为(wei)最高工作(zuo)结温；TC为(wei)环境温度；Rthjc为(wei)热(re)(re)(re)阻，由散(san)热(re)(re)(re)方式(shi)决定。当(dang)器件工作(zuo)时，所产生的热(re)(re)(re)量和散(san)热(re)(re)(re)器所散(san)发的热(re)(re)(re)量相等(deng)，处于热(re)(re)(re)平衡态(tai)。当(dang)TC升高，散(san)热(re)(re)(re)器的散(san)热(re)(re)(re)效率(lv)降(jiang)低(di)，导(dao)致 P max 减(jian)(jian)小。根(gen)据上述(shu)分(fen)析可知，T升高，Ron增大，IDmax 减(jian)(jian)小，VDSmax 增大，Pmax减(jian)(jian)小。 图3示出功(gong)率(lv)MOSFET的SOA示意图。

由(you)图可见，与功(gong)率(lv)晶体管相比，功(gong)率(lv)MOSFET 虽不存在由(you)双极晶体管过热(re)引起(qi)的二次击穿(chuan)现象， SOA 相对较宽，但(dan)在高温下，功(gong)率(lv)MOSFET的SOA缩小，允许通(tong)过的最大电流下降。所(suo)以，使用时要注(zhu)意将(jiang)功(gong)率(lv) MOSFET 的漏(lou)极电流控制在SOA内，否则会(hui)导(dao)致(zhi)器件失效。

SOA具体如何应用和测试呢？

mos管炸机，开关器(qi)件的各项参数在数据(ju)手册(ce)中都会明确标注，这(zhei)里我们(men)先来解(jie)读两个(ge)参数：

lVDS(Drain-source voltage)：漏(lou)源电压标称(cheng)值(zhi)，反(fan)应的(de)是漏(lou)源极能承(cheng)受的(de)最大的(de)电压值(zhi);

lIDM(Drain current(pulsed))：漏源(yuan)最大单脉冲(chong)电流(非重复脉冲(chong))，反应的(de)是漏源(yuan)极(ji)可承受的(de)单次(ci)脉冲(chong)电流强(qiang)。

开(kai)关器件参(can)数(shu)表

mos管炸机，器(qi)件手(shou)册一般都会(hui)提供SOA(Safe operating area)数据(ju)图表(biao)，主要和(he)晶(jing)圆的散热、瞬间电压和(he)电流的承受能力有(you)关，通过IDM和(he)VDS及(ji)器(qi)件晶(jing)圆沟道损耗(hao)的限制形成一个工作区域，称(cheng)为安全(quan)工作区，如下图所示。安全(quan)工作区可以避免管子因结(jie)温过高(gao)而损坏。

器件手册(ce)SOA曲线(xian)图

示(shi)波(bo)器(qi)的测试(shi)应用(yong)非常简单，使用(yong)电压、电流探头正常测试(shi)开关管的VDS和IDM，并(bing)打开SOA分析功能，对照数(shu)据手册的SOA数(shu)据设置好示(shi)波(bo)器(qi)的SOA参数(shu)即可。一但波(bo)形(xing)触碰(peng)到安(an)全区以外的区域，就(jiu)说明器(qi)件超额工(gong)作(zuo)，存在危险。

示波器的SOA分析功能有哪些作用?

1、支持连续(xu)(xu)测试，并统(tong)计通过及失(shi)败的总数次，该(gai)模(mo)式可用(yong)于(yu)连续(xu)(xu)烤机测试。

2、支持触(chu)碰(波(bo)形超出安全区(qu)域)停止、自动截(jie)图(tu)、声音提(ti)示(shi)操(cao)作。

3、安全工作(zuo)区可通过电(dian)压(ya)、电(dian)流、功率限制设定(ding)，也可自定(ding)义设定(ding)。

示波器SOA测试波形(xing)图

总结

开关(guan)器(qi)件的(de)安(an)全工作区是一项非常重要的(de)参数，通过示波(bo)器(qi)的(de)SOA分析功能，可(ke)以(yi)快速有效(xiao)的(de)确定器(qi)件的(de)工作是否安(an)全，确保(bao)产品安(an)全可(ke)靠。

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