MOSFET规格书/datasheet该如何理解

损耗大

SOA曲线可以分为4个部分：

1). Rds_on的限制，如下图红色线附近部分

此图中：当VDS=1V时，Y轴对应的ID为2A，Rds=VDS/ID=0.5R ==>Tj=150℃时，Rds(on)约为0.5R.当VDS=10V时，Y轴对应的ID为20A，Rds=VDS/ID=0.5R ==>Tj=150℃时，Rds(on)约为0.5R.所以，此部分曲线中，SOA表现为Tj_max时RDS(on)的限制.

MOSFET datasheet上往往只有Tc=25和80℃时的SOA，但实际应用中不会刚好就是在Tc=25或者80℃，这时候就得想办法把25℃或者80℃时的SOA转换成实际Tc时的曲线。怎样转换呢？有兴趣的可以发表一下意见......

2).最大脉冲电流限制，如下图红色线附近部分

此部分为MOSFET的最大脉冲电流限制，此最大电流对应ID_pulse.

3). VBR(DSS)击穿电压限制，如下图红色线附近部分

此部分为MOSFET VBR(DSS)的限制，最大电压不能超过VBR(DSS) ==>所以在雪崩时，SOA图是没有参考意义的

4). 器件所能够承受的最大的损耗限制，如下图红色线附近部分

上述曲线是怎么来的？这里以图中红线附近的那条线（10us）来分析。

上图中，1处电压、电流分别为：88V, 59A，2处电压、电流分别为：600V, 8.5A。

MOSFET要工作在SOA，即要让MOSFET的结温不超过Tj_max(150℃)，Tj_max=Tc+PD*ZthJC, ZthJC为瞬态热阻.

SOA图中，D=0，即为single pulse，红线附近的那条线上时间是10us即10^-5s，从瞬态热阻曲线上可以得到ZthJC=2.4*10^-2

从以上得到的参数可以计算出：

1处的Tj约为：25+88*59*2.4*10^-2=149.6℃

2处的Tj约为：25+600*8.5*2.4*10^-2=147.4℃

MOSFET datasheet上往往只有Tc=25和80℃时的SOA，但实际应用中不会刚好就是在Tc=25或者80℃，这时候就得想办法把25℃或者80℃时的SOA转换成实际Tc时的曲线。怎样转换呢？

有兴趣的可以发表一下意见~

把25℃时的SOA转换成100℃时的曲线：

1). 在25℃的SOA上任意取一点，读出VDS, ID,时间等信息

如上图，1处电压、电流分别为：88V, 59A, tp=10us

计算出对应的功耗：PD=VDS*ID=88*59=5192 （a）

PD=(Tj_max-Tc)/ZthJC -->此图对应为Tc=25℃ （b）

（a），（b）联立，可以求得ZthJC=(Tj_max-25)/PD=0.024

2). 对于同样的tp的SOA线上，瞬态热阻ZthJC保持不变，Tc=100℃，ZthJC=0.024.

3). 上图中1点电压为88V，Tc=100℃时，PD=(Tj_max-100)/ZthJC=2083

从而可以算出此时最大电流为I=PD/VDS=2083/88=23.67A

4). 同样的方法可以算出电压为600V，Tc=100℃时的最大电流

5). 把电压电流的坐标在图上标出来，可以得到10us的SOA线，同样的方法可以得到其他tp对应的SOA（当然这里得到的SOA还需要结合Tc=100℃时的其他限制条件）

这里的重点就是ZthJC，瞬态热阻在同样tp和D的条件下是一样的，再结合功耗，得到不同电压条件下的电流

另外一个问题，ZthJC/瞬态热阻计算：

1. 当占空比D不在ZthJC曲线中时，怎么计算？

2. 当tp<10us是，怎么计算？

1). 当占空比D不在ZthJC曲线中时：（其中，SthJC(t)是single pulse对应的瞬态热阻）

2. 当tp<10us时：

EAS：单次雪崩能量，EAR：重复雪崩能量，IAR：重复雪崩电流

雪崩时VDS,ID典型波形：

上图展开后，如下：

MOSFET雪崩时，波形上一个显著的特点是VDS电压被钳位，即上图中VDS有一个明显的平台

MOSFET雪崩的产生：

在MOSFET的结构中，实际上是存在一个寄生三极管的，如上图。在MOSFET的设计中也会采取各种措施去让寄生三极管不起作用，如减小P+Body中的横向电阻RB。正常情况下，流过RB的电流很小，寄生三极管的VBE约等于0，三极管是处在关闭状态。雪崩发生时，如果流过RB的雪崩电流达到一定的大小，VBE大于三极管VBE的开启电压，寄生三极管开通，这样将会引起MOSFET无法正常关断，从而损坏MOSFET。

因此，MOSFET的雪崩能力主要体现在以下两个方面：

1. 最大雪崩电流 ==>IAR

2. MOSFET的最大结温Tj_max ==>EAS、EAR 雪崩能量引起发热导致的温升

1）单次雪崩能量计算：

上图是典型的单次雪崩VDS,ID波形，对应的单次雪崩能量为：

其中，VBR=1.3BVDSS, L为提供雪崩能量的电感

雪崩能量的典型测试电路如下：

计算出来EAS后，对比datasheet上的EAS值，若在datasheet的范围内，则可认为是安全的（当然前提是雪崩电流

2）重复雪崩能量 EAR：

上图为典型的重复雪崩波形，对应的重复雪崩能量为：

其中，VBR=1.3BVDSS.

计算出来EAR后，对比datasheet上的EAR值，若在