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  • mos管炸機-MOS管炸不炸機 原因的關鍵解析
    • 發布時間:2020-09-05 17:25:26
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    mos管炸機-MOS管炸不炸機 原因的關鍵解析
    mos管炸機
    mos管炸機是電源工程師最怕的,mos管炸機!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。
    我們知道開關電源中MOSFET、 IGBT是最核心也是最容易燒壞的器件。開關器件長期工作于高電壓大電流狀態,承受著很大的功耗,一但過壓或過流就會導致功耗大增,晶圓結溫急劇上升,如果散熱不及時,就會導致器件損壞,甚至可能會伴隨爆炸,非常危險。這里就衍生一個概念,安全工作區。
    什么是mos管的安全工作區?
    mos管炸機,安全工作區:SOA(Safe operating area)是由一系列(電壓,電流)坐標點形成的一個二維區域,開關器件正常工作時的電壓和電流都不會超過該區域。簡單的講,只要器件工作在SOA區域內就是安全的,超過這個區域就存在危險。
    功率MOS管的安全工作區(SOA)受最大漏源電壓VDSmax ,最大漏極電流IDmax ,最大允許功耗Pmax和導通電阻Ron4個參數的限制。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:
    mos管炸機
    式中:Tjmax為最高工作結溫;TC為環境溫度;Rthjc為熱阻,由散熱方式決定。當器件工作時,所產生的熱量和散熱器所散發的熱量相等,處于熱平衡態。當TC升高,散熱器的散熱效率降低,導致 P max 減小。根據上述分析可知,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象, SOA 相對較寬,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,使用時要注意將功率 MOSFET 的漏極電流控制在SOA內,否則會導致器件失效。
    mos管炸機
    SOA具體如何應用和測試呢?
    mos管炸機,開關器件的各項參數在數據手冊中都會明確標注,這里我們先來解讀兩個參數:
    lVDS(Drain-source voltage):漏源電壓標稱值,反應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(非重復脈沖),反應的是漏源極可承受的單次脈沖電流強。
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    開關器件參數表
    mos管炸機,器件手冊一般都會提供SOA(Safe operating area)數據圖表,主要和晶圓的散熱、瞬間電壓和電流的承受能力有關,通過IDM和VDS及器件晶圓溝道損耗的限制形成一個工作區域,稱為安全工作區,如下圖所示。安全工作區可以避免管子因結溫過高而損壞。
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    器件手冊SOA曲線圖
    示波器的測試應用非常簡單,使用電壓、電流探頭正常測試開關管的VDS和IDM,并打開SOA分析功能,對照數據手冊的SOA數據設置好示波器的SOA參數即可。一但波形觸碰到安全區以外的區域,就說明器件超額工作,存在危險。
    示波器的SOA分析功能有哪些作用?
    1、支持連續測試,并統計通過及失敗的總數次,該模式可用于連續烤機測試。
    2、支持觸碰(波形超出安全區域)停止、自動截圖、聲音提示操作。
    3、安全工作區可通過電壓、電流、功率限制設定,也可自定義設定。
    示波器SOA測試波形圖
    總結
    開關器件的安全工作區是一項非常重要的參數,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,確保產品安全可靠.
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