MOS管雪崩電流及雪崩電流在電路中的應用-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2021-04-01
雪崩電流在MOS管的數據表中表示為IAV，雪崩能量代表功率MOS管抗過(guò)壓沖擊的能力。
在調試過(guò)程中，選取一定的電感值，然后將電流增大，也就是功率MOS管開(kāi)通的時(shí)間增加，然后關(guān)斷，直到功率MOSFET損壞，對應的大電流值就是大的雪崩電流。
IAV通常要將前面的調試值做70%或80%降額處理，所以它是一個(gè)可以保證的參數。一些功率MOS管供應商會(huì )對這個(gè)參數在生產(chǎn)線(xiàn)上做100%全部檢測，由于有降額，所以不會(huì )損壞器件。
留意：測量雪崩能量時(shí)，功率MOS管運作在UIS非鉗位開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，所以功率MOSFET不是運作在放大區，而是運作在可變電阻區和截止區。
所以大的雪崩電流IAV通常小于大的連續的漏極電流值ID。采用的電感值越大，雪崩電流值越小，但雪崩能量越大，生產(chǎn)線(xiàn)上需要調試時(shí)間越長(cháng)，生產(chǎn)率越低。電感值太小，雪崩能量越小。
目前低壓的功率MOS管通常取0.1mH，此時(shí)，雪崩電流相對于大的連續的漏極電流值ID有明顯的改變，而且調試時(shí)間比較合適范圍。
在MOS管選型時(shí)，工程師在很多時(shí)候會(huì )忽略一些MOS管的電氣參數，如MOS管的雪崩電流。有時(shí)候工程師就會(huì )納悶同樣的連續工作電流ID和導通電阻RDS(ON)，為什么雪崩電流不一樣？本文將討論如何理解MOS管雪崩電流在反激電源電路設計的應用。
首先我們要了解MOS管雪崩電流的兩個(gè)參數概念I(lǐng)AR和IAS，IAR是指重復脈沖下雪崩電流，IAS是指單次脈沖雪崩電流，可以看出IAR和IAS都是指的脈沖電流，而ID是持續工作的電流，因此雪崩電流和它沒(méi)有可比性。
接下來(lái)要知道MOS管在什么情況下會(huì )考慮雪崩電流，通常情況下，MOS管發(fā)生雪崩一定是MOS管的漏源極電壓超過(guò)了其耐壓值，比如在反激電源上比較明顯，漏極上的尖峰電壓會(huì )超出MOS管的耐壓，有時(shí)是連續的，有時(shí)也只有一次，像電源開(kāi)機的瞬間。
當漏源電壓超過(guò)期耐壓值，MOS管就會(huì )被擊穿，但擊穿后不一定會(huì )壞。當MOS管被脈沖高壓擊穿雪崩狀態(tài)就出現了，如圖1所示，但此時(shí)漏源電源并沒(méi)有被擊穿為零，而是維持在比標稱(chēng)耐壓更高的電壓，此時(shí)流過(guò)漏極的電流就是雪崩電流。
MOS管雪崩狀態(tài)VDS的波形曲線(xiàn)圖
不論是重復脈沖的雪崩，還是單次脈沖的雪崩，如果造成的能量過(guò)大，或者M(jìn)OS散熱不良，時(shí)間長(cháng)了都會(huì )造成MOS管因為過(guò)熱而損壞，此時(shí)需要對脈沖的寬度有一定的限制。
如圖2所示，TMA9N90H的IAR和EAR參數分別為7.5A和45mJ，假如TMA9N90H用于A(yíng)C380V系列的反激電源中，直流電壓DC537V，考慮網(wǎng)壓±15%波動(dòng)和開(kāi)機瞬間1.5倍的浪涌尖峰，瞬間的尖峰會(huì )超過(guò)900V。
從參數表可以看出EAR=45mJ，若電壓為VDS=900V，IAR=7.5A，則反復流過(guò)的脈沖電流寬度t=EA/(VDS*IAR)= 45mJ/(900V*7.5A)=6.7us。也就是說(shuō)，如果TMA9N90H在工作時(shí)流過(guò)的脈沖電流寬度t=6.7us的話(huà)，就能承受7.5A的反復雪崩電流。
電氣特性參數表
由以上可以看出，只有當MOS管上有過(guò)壓脈沖時(shí)，才需要考慮MOS管的雪崩電流，比如反激電源等應用上。因此在選擇MOS管時(shí)耐壓一般要放10%的余量，但瞬時(shí)脈沖高壓也不要太過(guò)于擔心，有了雪崩效應，在保證MOS管所能承受的雪崩能量前提下，是不會(huì )造成MOS管損壞的。
聯(lián)系方式：鄒先生
聯(lián)系電話(huà)：0755-83888366-8022
手機：18123972950
QQ：2880195519
聯(lián)系地址：深圳市福田區車(chē)公廟天安數碼城天吉大廈CD座5C1
請搜微信公眾號:“KIA半導體”或掃一掃下圖“關(guān)注”官方微信公眾號
請“關(guān)注”官方微信公眾號:提供 MOS管 技術(shù)幫助
