了解雪崩防护电路及雪崩参数中的坑MOSFET

　　导语
　　◆ 今天就讲一个简单的雪崩防护电路和带你识别一些手册中雪崩参数的陷阱。
　　一个简单的雪崩防护电路
　　◆ 通常MOSFET即使漏源极电压超过绝对最大额定值，也很少发生击穿。如下图-1所示，BVDSS具有正的温度系数，因此需要更高的电压才能在更高的温度下引起击穿。而且在很多情况下，MOSFET运行时的环温超过25℃，同时它自身的功耗也导致它的结温高于环温。
　　▼图-1▼
　　图-1(来自2N60C)：BVDSS VS. Temperature
　　◆ 虽说温度越高雪崩需要的电压越高，但是如果发雪崩时器件承受的能量也越高，与此同时温度高意味着寄生BJT更容易导通。还有，经常电路中尖峰电压虽说不能一次损坏器件，但是长此以往器件会容易疲劳，寿命降低。所以有时候我们在设计中还会增加一些外围电路来保护器件，如下图-2。
　　▼图-2▼
　　图-2：简单的雪崩防护电路
　　◆ 如上图-2，MOSFET并了一个电容使得过电压的上升沿变缓，在相同的时间内其承受的过电压降低，一定程度上保护了MOSFET。电阻在这里起到了消耗一定过压能量的作用。另外，因为电容在这里要承受高压，所以选型时需要耐压较高的。
　　◆ 注意：这里的电路只是针对一些极少有的、瞬间的电压尖峰有用。那种长时间的过压，在器件选型时就要让它小于耐压最大额定值，这才是王道。
　　手册中雪崩参数的两个坑
　　▼坑-1▼
　　图-3(来自2N60C)：Maximum EAS VS. Drain Current
　　◆ 上图-3显示了三个ID电流下不同初始结温的EAS值，曲线上的每个点表示将温度提高到最高结温所需的能量。
　　◆ 注意，上图并不是说：通过改变电流或者温度，EAS值就可以在60mJ的范围内变化。EAS在这里可能只有13mJ左右。
　　▼坑-2▼
　　◆ 情况1：从雪崩能量的计算公式可以知道，电感越大，破坏MOSFET所需的UIS电流就越低。然而，这个较小的电流并没有被雪崩能量公式中电感的增加所抵消，因此即使电流减小，雪崩能量也会增加。下表-1说明了这种关系。
　　▼表-1▼
　　表-1：EAS and IAS VS. Inductor
　　从测试CSD18502KCS-60V的功率MOSFET中收集的数据
　　（来自TI工程师Brett Barr1 blog）
　　◆ 可以看到压力最大、电流最大的测试发生在当电感为0.1mH时。通常发现：如果电感越大，尽管雪崩电流会降低，但最终测到的雪崩能量会增加。原因在于电感增加，电流上升速度变慢，这样芯片就有了更多的时间散热，因此最后测得的雪崩能量会增加。由于这个电感值没有硬性的行业标准，一些厂商会在他们的UIS测试中使用更大的电感，以呈现更高的雪崩能量能力。
　　◆ 情况2：两个雪崩能量相同但脉冲形状不同导致两个不同的结温。如下图-4，最终的TJ不同。
　　▼图-4▼
　　图-4：相同雪崩能量，不同结温
　　◆ 综上两种情况，烙铁哥想说的是在我们看到雪崩参数时，需要谨慎对待。特别是那种仅仅在手册上提供雪崩参数而没有提供完整的电路或者测试条件的情况。

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