非你不可 电视剧:MOSFET的UIS及雪崩能量

来源:百度文库 编辑:九乡新闻网 时间:2024/04/29 22:24:19
] MOSFET的UIS及雪崩能量 [图片]

 


        目前测量使用的电感,不同的公司有不同的标准,对于低压的MOSFET,大多数公司开始趋向于用0.1mH的电感值。通常发现:如果电感值越大,尽管雪崩的电流值会降低,但最终测量的雪崩能量值会增加,原因在于电感增加,电流上升的速度变慢,这样芯片就有更多的时间散热,因此最后测量的雪崩能量值会增加。这其中存在动态热阻和热容的问题,以后再论述这个问题。

雪崩的损坏方式
图3显示了UIS工作条件下,器件雪崩损坏以及器件没有损坏的状态。

图3  UIS损坏波形


事实上,器件在UIS工作条件下的雪崩损坏有两种模式:热损坏和寄生三极管导通损坏。热损坏就是功率MOSFET在功率脉冲的作用下,由于功耗增加导致结温升高,结温升高到硅片特性允许的临界值,失效将发生。


寄生三极管导通损坏:在MOSFET内部,有一个寄生的三极管(见图4),通常三级管的击穿电压通常低于MOSFET的电压。当DS的反向电流开始流过P区后,Rp和Rc产生压降,Rp和Rc的压降等于三极管BJT的VBEon。由于局部单元的不一致,那些弱的单元,由于基级电流IB增加和三级管的放大作用促使局部的三极管BJT导通,从而导致失控发生。此时,栅极的电压不再能够关断MOSFET。

图4  寄生三极管导通


在图4中,Rp为源极下体内收缩区的电阻,Rc为接触电阻,Rp和Rc随温度增加而增加,射极和基极的开启电压VBE随温度的增加而降低。因此,UIS的能力随度的增加而降低。

图5  UIS损坏模式(VDD=150V,L=1mH,起始温度25℃)

  
在什么的应用条件下要考虑雪崩能量
从上面的分析就可以知道,对于那些在MOSFET的D和S极产生较大电压的尖峰应用,就要考虑器件的雪崩能量,电压的尖峰所集中的能量主要由电感和电流所决定,因此对于反激的应用,MOSFET关断时会产生较大的电压尖峰。通常的情况下,功率器件都会降额,从而留有足够的电压余量。但是,一些电源在输出短路时,初级中会产生较大的电流,加上初级电感,器件就会有雪崩损坏的可能,因此在这样的应用条件下,就要考虑器件的雪崩能量。


另外,由于一些电机的负载是感性负载,而启动和堵转过程中会产生极大的冲击电流,因此也要考虑器件的雪崩能量