MOSFET特性参数EAS的解析

MOSFET特性参数E AS的解析
一、E AS与E AR的定义
E AS单脉冲雪崩击穿能量, E AS标定了器件可以安全吸收反向雪崩击穿能量的高低。

如果电压过冲值(通常由于漏电流和杂散电感造成)未超过击穿电压，则器件不会发生雪崩击穿，因此也就不需要消散雪崩击穿的能力。

雪崩击穿能量标定了器件可以容忍的瞬时过冲电压的安全值，其依赖于雪崩击穿需要消散的能量。

E AR重复雪崩能量,标定了器件所能承受的反复雪崩击穿能量。

二、如何通过测试波形判断是否发生雪崩
上图（a）开关电源中的雪崩工作波形。

在MOSFET截止时约有300V的冲击电压加在漏极和源极之间，并出现振铃。

上图（b）对时间轴进行了放大，由图可以清楚的看出由于栅极电压下降，管子截止，I D减小的同时V DS升高并在295V处V DS电压波形出现平顶（钳位）。

这种电压被钳位的现象即是雪崩状态，
所以当功率MOSFET发生雪崩时，漏源极电压幅值会被钳位至有效击穿电压的水平。

图1所示为开关电源中典型的雪崩波形。

源漏电压（CH3）被钳制在1kV，并能看到经整流的电流（CH4）。

图1器件击穿，800V额定值MOSFET
图2 反激变换器中典型的雪崩情况
三、如何计算雪崩能量
四、在什么的应用条件下要考虑雪崩能量
对于那些在MOSFET的D和S极产生较大电压的尖峰应用，就要考虑器件的雪崩能量，电压的尖峰所集中的能量主要由电感和电流所决定，因此对于反激的应用，MOSFET关断时会产生较大的电压尖峰。

通常的情况下，功率器件都会降额，从而留有足够的电压余量。

但是，一些电源在输出短路时，初级中会产生较大的电流，加上初级电感，器件就会有雪崩损坏的可能，因此在这样的应用条件下，就要考虑器件的雪崩能量。

另外，由于一些电机的负载是感性负载，而启动和堵转过程中会产生极大的冲击电流，因此也要
考虑器件的雪崩能量。

五、雪崩击穿（EAS/EAR）的保护
如上图所示，可在变压器（感性负载）两端并接RCD吸收回路，以降低反向尖峰电压，避免出现雪崩击穿现象；串联栅极电阻，并设置为合适值，以抑制dv/dt，增加关断时间，从而抑制反向尖峰电压，但是这又会增加关断损耗，所以栅极电阻要设置在一个合适值；也可在MOSFET的DS间并接RC吸收回路以吸收反向尖峰电压；大电流电路布线加粗、缩短距离，降低寄生电感。