MOS管雪崩電流及雪崩電流在電路中的應用-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-04-01
雪崩電流在MOS管的數據表中表示為IAV，雪崩能量代表功率MOS管抗過壓沖擊的能力。
在調試過程中，選取一定的電感值，然后將電流增大，也就是功率MOS管開通的時間增加，然后關斷，直到功率MOSFET損壞，對應的大電流值就是大的雪崩電流。
IAV通常要將前面的調試值做70%或80%降額處理，所以它是一個可以保證的參數。一些功率MOS管供應商會對這個參數在生產線上做100%全部檢測，由于有降額，所以不會損壞器件。
留意：測量雪崩能量時，功率MOS管運作在UIS非鉗位開關狀態下，所以功率MOSFET不是運作在放大區，而是運作在可變電阻區和截止區。
所以大的雪崩電流IAV通常小于大的連續的漏極電流值ID。采用的電感值越大，雪崩電流值越小，但雪崩能量越大，生產線上需要調試時間越長，生產率越低。電感值太小，雪崩能量越小。
目前低壓的功率MOS管通常取0.1mH，此時，雪崩電流相對于大的連續的漏極電流值ID有明顯的改變，而且調試時間比較合適范圍。
在MOS管選型時，工程師在很多時候會忽略一些MOS管的電氣參數，如MOS管的雪崩電流。有時候工程師就會納悶同樣的連續工作電流ID和導通電阻RDS(ON)，為什么雪崩電流不一樣？本文將討論如何理解MOS管雪崩電流在反激電源電路設計的應用。
首先我們要了解MOS管雪崩電流的兩個參數概念IAR和IAS，IAR是指重復脈沖下雪崩電流，IAS是指單次脈沖雪崩電流，可以看出IAR和IAS都是指的脈沖電流，而ID是持續工作的電流，因此雪崩電流和它沒有可比性。
接下來要知道MOS管在什么情況下會考慮雪崩電流，通常情況下，MOS管發生雪崩一定是MOS管的漏源極電壓超過了其耐壓值，比如在反激電源上比較明顯，漏極上的尖峰電壓會超出MOS管的耐壓，有時是連續的，有時也只有一次，像電源開機的瞬間。
當漏源電壓超過期耐壓值，MOS管就會被擊穿，但擊穿后不一定會壞。當MOS管被脈沖高壓擊穿雪崩狀態就出現了，如圖1所示，但此時漏源電源并沒有被擊穿為零，而是維持在比標稱耐壓更高的電壓，此時流過漏極的電流就是雪崩電流。
MOS管雪崩狀態VDS的波形曲線圖
不論是重復脈沖的雪崩，還是單次脈沖的雪崩，如果造成的能量過大，或者MOS散熱不良，時間長了都會造成MOS管因為過熱而損壞，此時需要對脈沖的寬度有一定的限制。
如圖2所示，TMA9N90H的IAR和EAR參數分別為7.5A和45mJ，假如TMA9N90H用于AC380V系列的反激電源中，直流電壓DC537V，考慮網壓±15%波動和開機瞬間1.5倍的浪涌尖峰，瞬間的尖峰會超過900V。
從參數表可以看出EAR=45mJ，若電壓為VDS=900V，IAR=7.5A，則反復流過的脈沖電流寬度t=EA/(VDS*IAR)= 45mJ/(900V*7.5A)=6.7us。也就是說，如果TMA9N90H在工作時流過的脈沖電流寬度t=6.7us的話，就能承受7.5A的反復雪崩電流。
電氣特性參數表
由以上可以看出，只有當MOS管上有過壓脈沖時，才需要考慮MOS管的雪崩電流，比如反激電源等應用上。因此在選擇MOS管時耐壓一般要放10%的余量，但瞬時脈沖高壓也不要太過于擔心，有了雪崩效應，在保證MOS管所能承受的雪崩能量前提下，是不會造成MOS管損壞的。
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