《電子技術(shù)應(yīng)用》
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如何確保MOS管工作在安全區(qū)

2017-10-25
來源:ZLG致遠(yuǎn)電子
關(guān)鍵詞: 電源工程師 MOS管 示波器 晶圓

  電源工程師最怕什么,?炸機(jī),!用著用著就壞了,莫名其妙MOS管就炸了,,真是又怕又恨,,可到底是哪里出問題了呢?這一切都和SOA相關(guān),。

  我們知道開關(guān)電源中MOSFET,、 IGBT是最核心也是最容易燒壞的器件。開關(guān)器件長期工作于高電壓大電流狀態(tài),承受著很大的功耗,,一但過壓或過流就會導(dǎo)致功耗大增,,晶圓結(jié)溫急劇上升,如果散熱不及時,,就會導(dǎo)致器件損壞,,甚至可能會伴隨爆炸,非常危險,。這里就衍生一個概念,,安全工作區(qū)。

  一,、什么是安全工作區(qū),?

  安全工作區(qū):SOA(Safe operating area)是由一系列(電壓,電流)坐標(biāo)點(diǎn)形成的一個二維區(qū)域,,開關(guān)器件正常工作時的電壓和電流都不會超過該區(qū)域,。簡單的講,只要器件工作在SOA區(qū)域內(nèi)就是安全的,,超過這個區(qū)域就存在危險,。

  二、SOA具體如何應(yīng)用和測試呢,?

  開關(guān)器件的各項參數(shù)在數(shù)據(jù)手冊中都會明確標(biāo)注,,這里我們先來解讀兩個參數(shù):

  lVDS(Drain-source voltage):漏源電壓標(biāo)稱值,反應(yīng)的是漏源極能承受的最大的電壓值,;

  lIDM(Drain current(pulsed)):漏源最大單脈沖電流(非重復(fù)脈沖),,反應(yīng)的是漏源極可承受的單次脈沖電流強(qiáng)。

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  圖1 開關(guān)器件參數(shù)表

  器件手冊一般都會提供SOA(Safe operating area)數(shù)據(jù)圖表,,主要和晶圓的散熱,、瞬間電壓和電流的承受能力有關(guān),通過IDM和VDS及器件晶圓溝道損耗的限制形成一個工作區(qū)域,,稱為安全工作區(qū),,如下圖所示。安全工作區(qū)可以避免管子因結(jié)溫過高而損壞,。

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  圖2 器件手冊SOA曲線圖

  示波器的測試應(yīng)用非常簡單,,使用電壓、電流探頭正常測試開關(guān)管的VDS和IDM,,并打開SOA分析功能,,對照數(shù)據(jù)手冊的SOA數(shù)據(jù)設(shè)置好示波器的SOA參數(shù)即可。一但波形觸碰到安全區(qū)以外的區(qū)域,,就說明器件超額工作,,存在危險。

  三、示波器的SOA分析功能有哪些作用,?

  l支持連續(xù)測試,,并統(tǒng)計通過及失敗的總數(shù)次,該模式可用于連續(xù)烤機(jī)測試,;

  l支持觸碰(波形超出安全區(qū)域)停止,、自動截圖、聲音提示操作,;

  l安全工作區(qū)可通過電壓,、電流、功率限制設(shè)定,,也可自定義設(shè)定。

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  圖3 示波器SOA測試波形圖

  四,、總結(jié)

  開關(guān)器件的安全工作區(qū)是一項非常重要的參數(shù),,通過示波器的SOA分析功能,可以快速有效的確定器件的工作是否安全,,確保產(chǎn)品安全可靠,。


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