標(biāo)題: 理解功率MOSFET的UIS及雪崩能量：第二篇 [打印本頁(yè)]
作者: 小融1號(hào) 時(shí)間: 2017-7-17 11:45
標(biāo)題: 理解功率MOSFET的UIS及雪崩能量：第二篇
在去耦的EAS測(cè)量電路中，當(dāng)測(cè)試的功率MOSFET和控制管同時(shí)關(guān)斷時(shí)，由于MOSFET的D、S之間有寄生電容CDS，因此在二極管導(dǎo)通續(xù)流時(shí)，電感L和CDS形成諧振回路，L的電流降低使CDS上的電壓上升，直到電感的電流為0時(shí)，續(xù)流二極管D自然關(guān)斷，電感L中儲(chǔ)存的能量應(yīng)該全部轉(zhuǎn)換到CDS中。
如果電感L=0.1mH，IAS=10A，CDS=1nF，理論上，電壓VDS為：
代入數(shù)值解得：VDS=3100V。
這樣高的電壓值是不可能的，那么為什么會(huì)有這樣的情況？從實(shí)際的工作原理來(lái)看，MOSFET的D、S內(nèi)部相當(dāng)于一個(gè)反并聯(lián)的二極管。當(dāng)這個(gè)二極管兩端加上反向電壓，因此其工作在反向工作區(qū)，隨著VDS增加，高過(guò)BVDSS，增加到接近于對(duì)應(yīng)二極管的鉗位電壓時(shí)，VDS的電壓就不會(huì)再明顯的增加，而是維持在鉗位電壓值基本不變，如圖2所示。此時(shí)，MOSFET工作于雪崩區(qū)，最大的平臺(tái)鉗位電壓就是雪崩電壓。
MOSFET發(fā)生雪崩時(shí)一定要經(jīng)歷平臺(tái)電壓，也就是所謂的電壓鉗位或電壓砍頭。從圖2可以看到，在關(guān)斷的過(guò)程中，由于雪崩能量大于MOSFET所能承受的最大值，MOSFET發(fā)生損壞擊穿，VDS電壓迅速下降到0，電感由于沒(méi)有反向去磁電壓，因此緩慢的下降到0。
在測(cè)試的過(guò)程中，通常從一定的初始電流開始測(cè)量，這個(gè)初始電流值基于設(shè)計(jì)的定義或以前的經(jīng)驗(yàn)，如果沒(méi)有這些值，那就從較低的電流值如1A開始測(cè)量。由于測(cè)量的電路中電感值是確定的，電源的電源也是確定的，因此控制MOSFET的導(dǎo)通時(shí)間就可以控制電感的最大電流。
從初始電流值開始測(cè)量，比如從1A開始測(cè)量，如果MOSFET在關(guān)斷過(guò)程中沒(méi)有損壞，那么等MOSFET的溫度完全冷卻到常溫后，增加導(dǎo)通的脈沖寬度，將電感的最大電流增加到2A測(cè)量，如此反復(fù)，直到MOSFET發(fā)生損壞，就可以得到單脈沖的雪崩電流及雪崩能量。
雪崩電壓是正溫度系數(shù)，當(dāng)MOSFET內(nèi)部的某些單元溫度增加，其耐壓值也增加，因此，那些溫度低的單元自動(dòng)平衡，流過(guò)更多的電流以提高溫度從而提高雪崩電壓，在去磁期間，雪崩電壓將隨溫度的增加而變化。
另外，測(cè)量的單脈沖雪崩電流及雪崩能量值依賴于雪崩電壓、電感值，工作的溫度、以及關(guān)斷速度。
測(cè)量得到實(shí)際的單脈沖雪崩電流及雪崩能量值后，如何確定數(shù)據(jù)表中標(biāo)稱的單脈沖雪崩電流及雪崩能量值？
通常將實(shí)際測(cè)量的單脈沖雪崩電流及雪崩能量值降額20%或30%，也就是實(shí)際測(cè)量的80%或70%，作為數(shù)據(jù)表中標(biāo)稱的單脈沖雪崩電流及雪崩能量值。
在生產(chǎn)的過(guò)程中，單脈沖雪崩電流及雪崩能量值是100%的全檢值，也就是每一個(gè)功率MOSFET使用標(biāo)稱的雪崩電流進(jìn)行測(cè)試，然后測(cè)量其相關(guān)的參數(shù)，如果正常，則為合格產(chǎn)品，如果不正常，則被去除掉。
生產(chǎn)線上可以看到有一個(gè)專門的工位和儀器，測(cè)量功率MOSFET單脈沖雪崩電流及雪崩能量，如圖3所示。
UIS及雪崩能量的后續(xù)內(nèi)容，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注推送。
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