看懂MOSFET數據表，第1部分―UIS/雪崩額定值

在看到MOSFET數據表時(shí)，你一定要知道你在找什么。雖然特定的參數很顯眼，也一目了然(BVDS、RDS(ON)、柵極電荷)，其它的一些參數會(huì )十分的含糊不清、模棱兩可(IDA、SOA曲線(xiàn))，而其它的某些參數自始至終就毫無(wú)用處(比如說(shuō)：開(kāi)關(guān)時(shí)間)。在這個(gè)即將開(kāi)始的博文系列中，我們將試著(zhù)破解FET數據表，這樣的話(huà)，讀者就能夠很輕松地找到和辨別那些對于他們的應用來(lái)說(shuō)，是最常見(jiàn)的數據，而不會(huì )被不同的生產(chǎn)商為了使他們的產(chǎn)品看起來(lái)更吸引人而玩兒的文字游戲所糊弄。

看懂MOSFET數據表，第1部分—UIS/雪崩額定值

自從20世紀80年代中期在MOSFET 數據表中廣泛使用的以來(lái)，無(wú)鉗位電感開(kāi)關(guān) (UIS) 額定值就已經(jīng)被證明是一個(gè)非常有用的參數。雖然不建議在實(shí)際應用中使用FET的重復雪崩，工程師們已經(jīng)學(xué)會(huì )了用這個(gè)度量標準在制定新器件開(kāi)發(fā)方案時(shí)避免那些有可能導致問(wèn)題的脆弱器件。在溫度范圍內具有特別薄弱UIS能力或者發(fā)生嚴重降級的器件(25°C至125°C之間大于30%)應當被禁止，因為這些器件會(huì )更容易受到故障的影響。設計人員也應該對制造商在額定值上搗鬼，夸大他們的FET雪崩能力而感到厭煩。

UIS測試由圖1中所示的測試電路執行。在FET關(guān)閉時(shí)，其上施加了一個(gè)電源電壓，然后檢查器件上是否有泄露。在FET接通時(shí)，電感器電流穩定增加。當達到所需的電流時(shí)，FET被關(guān)閉，FET上的Ldi/dt電壓擺幅在MOSFET擊穿電壓之上，從而激活了其內在的寄生雙極晶體管，并在FET上出現有效的雪崩效應。這項測試重復進(jìn)行，電流逐漸增加，直到開(kāi)始的泄漏測試失敗，表明器件已被損壞。

圖1—UIS測試電路

方程式E = ½ LI2 計算的是FET的雪崩能量。這是測試的開(kāi)始。通過(guò)改變電感器尺寸，你能夠更改受測器件上施加的應力?？梢灶A見(jiàn)的是，電感器越大，損壞FET所需的UIS電流越低。然而，這個(gè)較小的電流不會(huì )被方程式(用于計算雪崩能量)中電感器增加的尺寸抵消，這樣的話(huà)，盡管電流減少了，這個(gè)值實(shí)際上是增加了。表1中說(shuō)明了這個(gè)關(guān)系，其中列出了從測試中的TI CSD18502KCS 60V NexFET™ 功率MOSFET器件中搜集的數據。

表1—雪崩能量 (EAS) 和電流 (UIS) 與電感器之間的關(guān)系

在電路中使用最小電感器時(shí) (0.1mH)，會(huì )出現應力最大、電流最高的測試。TI使用0.1mH電感器來(lái)測試所有即將投入量產(chǎn)的器件，并且在FET數據表內給出與之相關(guān)的能量值。然而，由于沒(méi)有針對這個(gè)值的硬性行業(yè)標準，因此，為了使他們的器件看起來(lái)好像具有較高的雪崩能量能力，某些廠(chǎng)商將在他們的UIS測試中使用較大的電感器。因此，設計人員在處理雪崩額定值時(shí)要小心，并且一定要在比較不同供貨商的FET之前詢(xún)問(wèn)UIS測試條件。

在“看懂MOSFET數據表”的第2部分，我會(huì )講解所有FET數據表中都會(huì )出現的安全工作區 (SOA) 圖，并且舉例說(shuō)明TI如何獲得安全工作區圖繪制所需的數據。與此同時(shí)，請觀(guān)看視頻“NexFET™：世界上最低Rdson 80和100V TO-220 MOSFET”，并在下次設計中考慮使用TI的NexFET功率MOSFET產(chǎn)品。