MOS管安全工作区SOA及根据SOA选择MOS管

本文介绍了MOS管的安全工作区(SOA)的定义以及如何使用SOA选择MOS管,最终给出常用的热插拔场景下的MOS管。
MOS管选型过程中有一个非常关键的指标需要考虑,即安全工作区(SOA)。一般的MOS管的Datasheet会给出相应的曲线。SOA曲线是 V D S V_{DS} VDS I D I_{D} ID的关系曲线。如下图所示。想要确保MOS管安全工作,就一定需要让MOS管处于SOA区域内。否则将引起器件损坏甚至爆炸。
MOS管安全工作区SOA及根据SOA选择MOS管_第1张图片
可以使用5个完全不同的限制条件来绘制整个SOA,如上图1所示包括:
1、 R D S ( o n ) R_{ DS(on)} RDS(on) Limitation:它受器件的导通电阻限制(这条先通常取的是最大允许结温下的最大导通电阻)。具有恒定斜率是因为直线上的每个点都表示相同的阻值
2、 I D M I_{DM} IDM Current Limitation ,一般取决于封装的限制,。
3、 B V D S S BV_{ DSS} BVDSS Linitation,漏源极能够承受的最大电压,一般是 V B R ( D D S V_{BR(DDS} VBR(DDS
4、Max Power Limitaton:最大功率限制
5、Thermal Instability Limitaton(热不稳定限制曲线),一般从功率限制线的某个转折点开始向下走,超出这一限制,MOS管可能会由于热失控而烧毁,这条线一般是由实验测量得到,理论计算比较困难。
最大档次脉冲电流 I D M I_{DM} IDM最高耐压值 V D S V_{DS} VDS。比较固定,不做展开讨论

导通电阻制约电流曲线

该曲线的函数关系是: I D I_D ID = V D S R D S ( o n ) \frac{V_{DS}}{R_{DS(on)}} RDS(on)VDS
在MOS管的Datasheet中会给出另外一个 R D S ( o n ) R_{DS(on)} RDS(on) V D S V_{DS} V

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