功率MOSFET重复雪崩电流及重复雪崩能量

融创 · 发表于 2017-9-22 11:28:03

有些功率MOSFET的数据表中列出了重复雪崩电流IAR和重复雪崩能量EAR，同时标注了测量条件，通常有起始温度25C，最高结温150C或者175C，以及电感值、脉冲宽度和脉冲频率，这些测量的条件不同，对测量结果的影响非常大。

IAR和EAR的测试电路和单脉冲雪崩电流以及单脉冲雪崩能量一样，中、低功率MOSFET使用去耦测量电路，高压功率MOSFET使用非去耦测量电路，只是在测试过程中使用多个重复的连续脉冲测量，上面为非去耦电路测量的波形，下面为去耦电路测量的波形。

IAR和EAR的测量的条件为：

1、电感值；

2、起始温度，如25C；

2、MOSFET硅片最大的结温，不超过150C或175C。

其它的条件：

1、雪崩电流值：电感值一定，由MOSFET导通的时间决定；

2、重复脉冲间隔的时间，也就是脉冲周期Ts或频率fs。

重复UIS脉冲加到功率MOSFET，它的结温将会有一个平均值的增加, 此平均值基于平均的功耗，同时伴随着每一个脉冲的峰值温度。当电流密度足够大，峰值的温度足够高，器件将会产生和单脉冲雪崩机理一样的破坏。

没有通用标准来定义重复脉冲的额定值，有二种方法来标定重复脉冲的额定值。

方法1：选择一个电感值，如L=1μH，脉冲占空比0.01，fs=100kHz，增加测量的雪崩电流，直到平均的温度达到TJ=150C或175C来设定电流IAR，或增加电流直到器件破坏发生，然后降额到一定的IAR额定值。

这种方法依赖于测量的电感值和频率。频率增加，IAR下降；电感变化，IAR也会变化。

方法2：由于功率MOSFET结温受限于TJ=150C或175C，在测试过程中，为了满足这个限制的条件，就要限制雪崩的电流值或测量的频率。如果减小测量的频率，当频率足够低，以致于器件在每个脉冲后可以回到起始结温TJ=25C，这样重复脉冲和单脉冲的雪崩电流和能量值就会相同：EAR=EAS，IAR=IAS，也就不用区分EAR和EAS，IAR和IAS。

在雪崩曲线上更短的持续时间，可以使用时间来计算最大允许的雪崩电流，从平均功耗P和热阻来估计初始的结温TJ。

正因为如此，现在许多公司功率MOSFET的数据表中，不再标示重复雪崩电流和重复雪崩能量，只标示单脉冲雪崩电流和单脉冲雪崩能量。

文章来源：融创芯城

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