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功率mosfet iar和eas参数解读(一)|技术分享-全盛棋牌69cc官网版

来源:晶恒 浏览:- 发布日期:2018-06-11 10:00:46【 】

在多次电源会议上,晶恒的工程师和各位技术精英都有比较深入的交流,了解到很多工程师对mosfet的需求比较多,mosfet广泛应用于通信、计算机、控制、消费电子等,其中电源、适配器等消费类产品用量非常大,晶恒集团mosfet的销售量也在逐年提高。晶恒的工程师始终在不断研究进口品牌产品的性能,目的是能够提升晶恒产品的性能匹配。下面根据工程师对外国资料的研究和翻译,与工程师分享一下mosfet的参数解读。

 通常认为,功率mosfet还是比较耐雪崩状况的,然而,能达到怎样的耐受度,取决于iar(雪崩电流)和eas(雪崩能量)这两个参数。这两个参数就决定了mosfet在雪崩期间的安全性。本文探讨单端反激电源雪崩影响的理论。

1 雪崩失效模型:

功率mosfet在其结构上有一个寄生的三极管。见图1,包括:p 扩散区、n-外延层、n 衬底、短路到源极(s极)的b-e结和由此而形成的体二极管。在关断(off)状态,这个非对称结构为反向偏置,最大反向电压由体二极管反向击穿特性决定。当施加的电压超过击穿电压时,达到临界电场,在过渡区载流子的能量逐渐增加,使被束缚的电子经过碰撞产生自有电子-空穴对。这个机理,叫雪崩现象,能引起电流倍增,使材料内部流过很大的电流。通常,对p-n结来讲,这种机理不是破坏性的。但是,由大击穿电流和高的击穿电压产生的热,能损坏器件。特定情况下,有2个机理能使mosfet失效。第一个是,在epi或大面积区载流子产生的热累积造成的热斑,第二个取决于雪崩电流:如果这个电流能使rb上的电压使寄生的bjt导通,造成mosfet直通,产生灾难性的后果。鉴于这些失效模式的存在,easiar应在规格书里作为最大极限值给出定义。eas为单脉冲最大雪崩能量,iar为不引起bjt栓锁效应的最大雪崩电流。

mos1

    图1 mosfet内部结构图

2 单端反激电源的雪崩现象

一般情况,设计者不允许mosfet出现雪崩现象,d-s电压设定到vbrdss80-90%。然而,在某些情况下,会出现较大的电压脉冲。以单端反激电源为例说明。

 

mos2

 2 单端反激电源原理图

对于单端反激变换器,变压器存在漏电感。如果电感能力不能很好地被嵌位,在mosfet被关断期间,漏电感能引起超过mosfetv(br)dss的电压过冲。由于漏感不参与到二次侧的能量传送,其找不到一条向二次侧的能量泄放途径,只能在mosfetd极上产生一个大的正电压脉冲。因此,d极电压为

     vds=vleakage vin vflyback

    这里: vflyback为二次侧的反射电压

在这种情况下,如果雪崩现象发生,需要检测iar(雪崩电流)和eas(雪崩能量)。

  下面,是典型的在电源启动阶段雪崩现象的波形。

mos3


3 iareas的电热评估办法

 下面,一步步地指导,评估iareas在实际表现和安全裕量之间如何达到平衡。

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