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功率MOSFET的SOA安全工作區(qū)域

CHANBAEK ? 來(lái)源:電子幫 ? 作者:九條小魚(yú)兒 ? 2023-05-15 16:16 ? 次閱讀

在功率MOSFET的數(shù)據(jù)手冊(cè)中會(huì)有一個(gè)看似復(fù)雜的SOA(Safe Operation Area)圖片,這個(gè)安全工作區(qū)域圖告訴我們只有MOSFET工作在曲線內(nèi)才是安全可靠的。如下面的Nexperia的NMOS管PHB32N06LT的SOA圖:

pYYBAGRh6dmAZfiRAAIReY7kfvs435.png

經(jīng)過(guò)不同顏色區(qū)分后,可以明顯地看出實(shí)際上安全工作區(qū)域就是由MOSFET的一些限值圍繞出的曲線區(qū)域,而且這些限值是可以在數(shù)據(jù)手冊(cè)中的最大定格表中找到的,這里的限值分別為:導(dǎo)通電阻Rdson限值:元件固有屬性,Rdson=Vds/Id,故Rdson的曲線呈線性變化。最大單次脈沖電流IDM:屬于元件的極限值,為常量。此時(shí)MOSFET工作在恒流區(qū)域。最高漏極源極間耐壓值Vds:超過(guò)耐壓值使用,性能與質(zhì)量將不被保證。不同脈寬下的功耗限值:Pd=Vds*Id,為避免熱損壞,需要控制元件的功率損耗。

應(yīng)用實(shí)例:PHB32N06LT是否可以應(yīng)用在環(huán)境溫度為25℃,1ms單次脈寬,20A和30V的電路中呢?將使用的電壓和電流值放置到SOA圖中,會(huì)發(fā)現(xiàn)交叉點(diǎn)已經(jīng)落在了1ms線之外,所以PHB32N06LT是不能應(yīng)用在上述的應(yīng)用電路中的。

pYYBAGRh6eOAKl6oAAGur0h-pHE369.png

注意:如果實(shí)際評(píng)估時(shí)的周圍環(huán)境溫度和SOA給出的不符,那么就要注意降額的問(wèn)題。MOSFET的結(jié)合點(diǎn)溫度Tj是固定的,一般為175℃,如果起始溫度越高,那么所能允許的功耗就越小。所以考慮溫升后要注意元件的降額使用。

總體來(lái)說(shuō),安全工作區(qū)域SOA只是給設(shè)計(jì)者一個(gè)快速評(píng)估的機(jī)會(huì),在真正設(shè)計(jì)時(shí),在確保不超過(guò)最大電流和耐壓值使用時(shí),還是要通過(guò)計(jì)算來(lái)評(píng)估MOSFET的功耗及溫度來(lái)決定元件的使用。

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