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技術文章—MOS管“炸”與“不炸”,關鍵就在這

2019-04-08來源: EEWORLD 關鍵字:MOS管  VDS  IDM

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。

 

一、什么是安全工作區?

 

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。

 

二、SOA具體如何應用和測試呢?

 

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:

 

1)VDS(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;

 

2)IDM(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。

 

 

圖1 開關器件參數表

 

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。

 

 

圖2 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。

 

三、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。

 

 

圖3 示波器SOA測試波形圖

 

四、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。

 

 

 

 


關鍵字:MOS管  VDS  IDM

編輯:muyan 引用地址:http://www.vdizh.tw/dygl/2019/ic-news040829011.html
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