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mos管炸機(jī)-MOS管炸不炸機(jī) 原因的關(guān)鍵看這里-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2020-07-23 

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mos管炸機(jī)-MOS管炸不炸機(jī) 原因的關(guān)鍵看這里

mos管炸機(jī)

mos管炸機(jī)是電源工程師最怕的,mos管炸機(jī)!用著用著就壞了,莫名其妙MOS管就炸了,真是又怕又恨,可到底是哪里出問題了呢?這一切都和SOA相關(guān)。


我們知道開關(guān)電源中MOSFET、 IGBT是最核心也是最容易燒壞的器件。開關(guān)器件長(zhǎng)期工作于高電壓大電流狀態(tài),承受著很大的功耗,一但過壓或過流就會(huì)導(dǎo)致功耗大增,晶圓結(jié)溫急劇上升,如果散熱不及時(shí),就會(huì)導(dǎo)致器件損壞,甚至可能會(huì)伴隨爆炸,非常危險(xiǎn)。這里就衍生一個(gè)概念,安全工作區(qū)。


什么是mos管的安全工作區(qū)?

mos管炸機(jī),安全工作區(qū):SOA(Safe operating area)是由一系列(電壓,電流)坐標(biāo)點(diǎn)形成的一個(gè)二維區(qū)域,開關(guān)器件正常工作時(shí)的電壓和電流都不會(huì)超過該區(qū)域。簡(jiǎn)單的講,只要器件工作在SOA區(qū)域內(nèi)就是安全的,超過這個(gè)區(qū)域就存在危險(xiǎn)。


功率MOS管的安全工作區(qū)(SOA)受最大漏源電壓VDSmax ,最大漏極電流IDmax ,最大允許功耗Pmax和導(dǎo)通電阻Ron4個(gè)參數(shù)的限制。其中VDSmax 即為漏源擊穿電壓VBR,IDmax即為漏極飽和電流IDsat,而Pmax則由溫度及熱阻決定,可表示為:

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式中:Tjmax為最高工作結(jié)溫;TC為環(huán)境溫度;Rthjc為熱阻,由散熱方式?jīng)Q定。當(dāng)器件工作時(shí),所產(chǎn)生的熱量和散熱器所散發(fā)的熱量相等,處于熱平衡態(tài)。當(dāng)TC升高,散熱器的散熱效率降低,導(dǎo)致 P max 減小。根據(jù)上述分析可知,T升高,Ron增大,IDmax 減小,VDSmax 增大,Pmax減小。 圖3示出功率MOSFET的SOA示意圖。


由圖可見,與功率晶體管相比,功率MOSFET 雖不存在由雙極晶體管過熱引起的二次擊穿現(xiàn)象, SOA 相對(duì)較寬,但在高溫下,功率MOSFET的SOA縮小,允許通過的最大電流下降。所以,使用時(shí)要注意將功率 MOSFET 的漏極電流控制在SOA內(nèi),否則會(huì)導(dǎo)致器件失效。

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SOA具體如何應(yīng)用和測(cè)試呢?

mos管炸機(jī),開關(guān)器件的各項(xiàng)參數(shù)在數(shù)據(jù)手冊(cè)中都會(huì)明確標(biāo)注,這里我們先來解讀兩個(gè)參數(shù):

lVDS(Drain-source voltage):漏源電壓標(biāo)稱值,反應(yīng)的是漏源極能承受的最大的電壓值;

lIDM(Drain current(pulsed)):漏源最大單脈沖電流(非重復(fù)脈沖),反應(yīng)的是漏源極可承受的單次脈沖電流強(qiáng)。

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開關(guān)器件參數(shù)表


mos管炸機(jī),器件手冊(cè)一般都會(huì)提供SOA(Safe operating area)數(shù)據(jù)圖表,主要和晶圓的散熱、瞬間電壓和電流的承受能力有關(guān),通過IDM和VDS及器件晶圓溝道損耗的限制形成一個(gè)工作區(qū)域,稱為安全工作區(qū),如下圖所示。安全工作區(qū)可以避免管子因結(jié)溫過高而損壞。

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器件手冊(cè)SOA曲線圖

示波器的測(cè)試應(yīng)用非常簡(jiǎn)單,使用電壓、電流探頭正常測(cè)試開關(guān)管的VDS和IDM,并打開SOA分析功能,對(duì)照數(shù)據(jù)手冊(cè)的SOA數(shù)據(jù)設(shè)置好示波器的SOA參數(shù)即可。一但波形觸碰到安全區(qū)以外的區(qū)域,就說明器件超額工作,存在危險(xiǎn)。


示波器的SOA分析功能有哪些作用?

1、支持連續(xù)測(cè)試,并統(tǒng)計(jì)通過及失敗的總數(shù)次,該模式可用于連續(xù)烤機(jī)測(cè)試。

2、支持觸碰(波形超出安全區(qū)域)停止、自動(dòng)截圖、聲音提示操作。

3、安全工作區(qū)可通過電壓、電流、功率限制設(shè)定,也可自定義設(shè)定。

mos管炸機(jī)

示波器SOA測(cè)試波形圖


總結(jié)

開關(guān)器件的安全工作區(qū)是一項(xiàng)非常重要的參數(shù),通過示波器的SOA分析功能,可以快速有效的確定器件的工作是否安全,確保產(chǎn)品安全可靠。


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