车规级N沟道功率MOSFET参数解析(2)

六 雪崩强度

雪崩强度是MOSFET的一种特性。在MOSFET的漏极和源极之间施加超过VDSS的电压，但是MOSFET的性能没有被破坏。此时施加在其上的能量称为雪崩能量[Avalanche energy]，流过的电流称为雪崩电流[Avalanche current]。有些MOSFET的spec中不保证雪崩能力。

下图是一个测量MOSFET雪崩能力的测试电路。它利用MOSFET断开的瞬间，电感所存储的能量瞬间释放去测量MOSFET的雪崩能量。雪崩能量的计算公式和波形也在下面有展示。

下图是BUK7T12-55B的雪崩曲线。横轴是导致雪崩效应的脉冲电流持续时间，纵轴是雪崩电流值。

可以看到极限值表格中的Id-max=61.8A是左边红色箭头所指值。

这已经是在很极端的条件下（Tj=25℃）、脉冲电流时间很短（1us）时MOSFET可以承受的最大电流。实际使用场景中，Tj肯定比室温高，电流很有可能是持续的直流电流，或者持续时间更长的脉冲电流。

通常一个雪崩事件是一个三角脉冲波形。因此它的平均功率是：

通常MOSFET的击穿电压是极限电压的130%。在极限表格中可以查到BUK7T12-55B的Vds-max=55V。因此对于一个60us的脉冲。它的最大雪崩能量是

P=0.5 x 55V x 1.3 x 61.8A x 60us=133mJ。此值和极限值表格中的129mJ很接近了。

七 安全工作区域SOA

下图是BUK7T12-55B的安全工作区域，这是datasheet中很重要的一个曲线。很遗憾，之前我都没关注过它。它表明MOSFET允许的电压、工作电流和时间的包络曲线。这些值是针对MOSFET的焊接衬底温度Tmb=25℃，并且电流脉冲是单一脉冲的情况。

通过曲线可以看出：即使是直流电流，随着Vds电压的增加，Id流过的电流能力也在降低。

八 热特性

首先说明2个概念。一个是热阻Rth，它是稳态状态下测量出的器件阻碍热量流动的能力。另一个概念是热阻抗Zth，它是器件对瞬时热事件的响应。在直流条件下，Rth=Zth。下图是BUK7T12-55B的Rth和Zth曲线。

功率损耗带来的温升计算公式如下：