看懂MOSFET數(shù)據(jù)表第2部分—安全工作區(qū)(SOA)圖

嗨，我的FET狂熱愛好者同行們，歡迎回到“看懂MOSFET數(shù)據(jù)表”博客系列的第2部分！作為一名功率MOSFET的產(chǎn)品營銷工程師，在FET數(shù)據(jù)表的所有內(nèi)容中，除了電流額定值（本博客系列中的下一篇文章，這么看來，也不算是巧合）之外，我被問到的最多的問題可能就是安全工作區(qū) （SOA） 曲線了。

這是一片需要某些技巧和手段才能完全了解的地帶，這是因為每個供應(yīng)商都有各自生成SOA曲線的方法，并且在提供有用信息方面，這個曲線所具有的價值與閱讀數(shù)據(jù)表的人對于讀到的信息的理解能力直接相關(guān)。雖然FET也許在熱插拔應(yīng)用中能夠發(fā)揮其最大價值（在這些應(yīng)用中，F(xiàn)ET特意地在其線性區(qū)域內(nèi)運行），不過，我們看到越來越多的電機控制、甚至是電源用戶將這個圖用作總體穩(wěn)健耐用性，以及FET處理大量功率能力的指示器。

如圖1所示，可以用5個完全不同的限制條件來繪制整個SOA，每個限制條件規(guī)定了整個曲線的形狀，TI的100V D2PAK CSD19536KTT的SOA與產(chǎn)品數(shù)據(jù)表內(nèi)的曲線看起來一樣?？梢杂靡阎腇ET參數(shù)來輕松繪制出其中四條曲線—RDS（on） 限值、電流限值、最大功率限值，以及BVDSS限值。只有散熱不穩(wěn)定性區(qū)域出現(xiàn)了一個問題。

很明顯，這個部分的SOA曲線偏離了恒定功率線，這條線必須是電流與電壓雙對數(shù)坐標內(nèi)斜率為-1的曲線，這個偏離表示會出現(xiàn)了熱失控，并且斜坡越陡，說明FET越有可能在更高的擊穿電壓時進入這個散熱失控情況。當FET供貨商試圖計算這個值時，往往傾向于夸大這個區(qū)域內(nèi)的FET電流能力或者在這一點上有所保留，這是因為在不對這條線進行測量的情況下是根本無法知曉這條線的斜率的。

TI擁有市面上其中一款最強大的SOA測試器；這個測試器能夠在低至100μs的時間內(nèi)，在脈沖持續(xù)時間內(nèi)，讓數(shù)千瓦的功率流經(jīng)一個FET。為了產(chǎn)生數(shù)據(jù)表曲線，在一定的電壓范圍內(nèi)，在每個脈沖持續(xù)時間內(nèi)，F(xiàn)ET被一次又一次地推到斷線點，從中獲得的數(shù)據(jù)如下面圖2中所示。每個點代表一個被強制出現(xiàn)故障的CSD19536KTT器件，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，就可以確定熱失控線的斜率和高度。

圖2： CSD19536KTT測得的故障點

作為我們SOA曲線可靠性的最終保證，根據(jù)我們看到的部件到部件偏差，我們在任意位置上將每一條測得的熱失控線線的額定值降低30%-40%。這樣的話，當你把我們FET的數(shù)據(jù)表與我們競爭對手的產(chǎn)品進行比較時，需要注意的一點是，他們也許不像我們一樣守規(guī)矩。我們已經(jīng)認識到某些供應(yīng)商的真面目。我們也看到其它一些供應(yīng)商發(fā)布了真實的故障點，并且將其宣稱為一定能夠?qū)崿F(xiàn)的SOA。在這一方面沒有行業(yè)標準，而事實是，在沒有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表明部件實際上在何處出現(xiàn)故障的情況下，單單從數(shù)據(jù)表SOA曲線上是無法知曉那個部件更加可靠。

在“看懂MOSFET數(shù)據(jù)表”的第3部分中，我將講解出現(xiàn)在所有MOSFET數(shù)據(jù)表首頁上的這些讓人頭疼的電流限值，演示得到這些限值的方法，并說明它們對于設(shè)計人員的實際用途。與此同時，請觀看視頻“NexFET?：世界上最低Rdson 80和100V TO-220 MOSFET”，并在下次設(shè)計中考慮使用TI的NexFET功率MOSFET產(chǎn)品。

原文鏈接：

http://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2015/05/02/understanding-mosfet-data-sheets-part-2-safe-operating-area-soa-graph

編輯：jq