英飞凌功率MOSFET产品的参数分析与研究

SOA:功率MOSFET的过载能力较低,为了保证器件安全工作,具有较高的稳定性和较长的寿命,对器件承受的电流、电压、和功率有一定的限制。把这种限制用Uds-Id坐标平面表示,便构成功率MOSFET的安全工作区 (Safe Operating Area,缩称SOA)。同一种器件,其SOA的大小与偏置电压、冷却条件、和开关方式等都有关系。如果要细分SOA,还有二种分法。按栅极偏置分为正偏置SOA和反偏置SOA;按信号占空比来分为直流SOA、单脉冲SOA、和重复脉冲SOA。

功率MOSFET在开通过程及稳定导通时必须保持栅极的正确偏置,正偏置SOA是器件处于通态下容许的工作范围;相反,当关断器件时,为了提高关断速度和可靠性,需要使栅极处于反偏置,所以反偏置SOA是器件关断时容许的工作范围。

直流SOA相当于占空比-》1是的工作条件;单脉冲SOA则对应于占空比-》 0时的工作条件;重复脉冲SOA对应于占空比在0 《 D 《 1时的工作条件。从数据表上可以看出:单脉冲SOA最大,重复脉冲SOA次之,直流SOA最窄。

英飞凌功率MOSFET产品的参数分析与研究

Transfer Curve:是用图表的方式表达出ID和Vgs的函数关系。厂商会给出在不同环境温度下的三条曲线。通常这三条曲线都会相交与一点,这个点叫做温度稳定点。

如果加在MOSFET的Vgs低于温度稳定点(在IPD90N06S4-04中是Vgs<6.2V,此时的MOSFET是正温度系数的,就是说,ID的电流是随着结温同时增加的。在设计中,在大电流的设计中时,应避免使功率MOSFET工作在正温度系数区域。

当Vgs超过温度稳定点(在IPD90N06S4-04中是Vgs》6.2V), MOSFET是正温度系数的, 就是说,ID的电流是随着结温的增加是减少的。这在实际应用中是一个非常好的特性,特别是是在大电流的设计应用中时,这个特性会帮助功率MOSFET通过减少Vgs电流来减少结温的增加。

英飞凌功率MOSFET产品的参数分析与研究

EAS: 为了了解在雪崩电流情况下功率MOSFET的工作情况,数据表中给出了雪崩电流和时间对应的曲线,这个曲线上可以读出在相应的雪崩电流下,功率MOSFET在不损坏的情况下能够承受的时间。对于同样的雪崩能量,如果雪崩电流减少,能够承受的时间会变长,反之亦然。环境温度对于雪崩电流的等级也有影响,当环境温度升高时,由于收到最大结温的限制,能够承受的雪崩电流会减少。