功率MOSFET雪崩击穿问题分析
来源： 作者： 发布时间：2015-02-25 09:49:51 浏览量：3 功率MOSFET雪崩击穿的微观分析
双极性器件在发生二次击穿时，集电极电压会在故障瞬间很短时间内（可能小于1ns）衰减几百伏。这种电压锐减主要是由雪崩式注入引起的，主要原因在于：二次击穿时，器件内部电场很大，电流密度也比较大，两种因素同时存在，一起影响正常时的耗尽区固定电荷，使载流子发生雪崩式倍增。
对于不同的器件，发生雪崩式注入的情况是不同的。对于双极性晶体管，除了电场应力的原因外，正向偏置时器件的热不稳定性，也有可能使其电流密度达到雪崩式注入值。而对于MOSFET，由于是多数载流子器件，通常认为其不会发生正向偏置二次击穿，而在反向偏置时，只有电气方面的原因能使其电流密度达到雪崩注入值，而与热应力无关。以下对功率MOSFET的雪崩击穿作进一步的分析。
如图1所示，在MOSFET内部各层间存在寄生二极管、晶体管（三极管）器件。从微观角度而言，这些寄生器件都是器件内部PN结间形成的等效器件，它们中的空穴、电子在高速开关过程中受各种因素共模电感器的影响，会导致MOSFET的各种不同的表现。
导通时，正向电压大于门槛电压，电子由源极经体表反转层形成的沟道进入漏极，之后直接进入漏极节点；漏极寄生二极管的反向漏电流会在饱和区产生一个小的电流分量。而在稳态时，寄生二极管、晶体管的影响不大。
关断时，为使MOSFET体表反转层关断，应当去掉栅极电压或加反向电压。这时，沟道电流（漏极电流）开始减少，感性负载使漏极电压升高以维持漏极电流恒定。漏极电压升高，其电流由沟道电流和位移电流（漏极体二极管耗尽区生成的，且与dVDS/dt成比例）组成。漏极电压升高的比率与基极放电以及漏极耗尽区充电的比率有关；而后者是由漏－源贴片电感极电容、漏极电流决定的。在忽略其它原因时，漏极电流越大电压会升高得越快。
如果没有外部钳位电路，漏极电压将持续升高，则漏极体二极管由于雪崩倍增产生载流子，而进入持续导通模式（Sustaining Mode）。此时，全部的漏极电流（此时即雪崩电流）流过体二极管，而沟道电流为零。
由上述分析可以看出，可能引起雪崩击穿的三种电流为漏电流、位移电流（即dVDS/dt电流）、雪崩电流，三者理论上都会激活寄生晶体管导通。寄生晶体管导通使MOSFET由高压小电流迅速过渡到低压大电流状态，从而发生雪崩击穿。
4 雪崩击穿时能量与温度的变化
在开关管雪崩击穿过程中，能量集中在功率器件各耗散层和沟道中，在寄生三极管激活导通发生二次击穿时，MOSFET会伴随急剧的发热现象，这是能量释放的表现。以下对雪崩击穿时能量耗散与温升的关系进行分析。
雪崩击穿时的耗散能量与温升的关系为
ΔθM∝
（12）
雪崩击穿开始时，电流呈线性增长，增长率为
di/dt=VBR/L（13）
式中：VBR为雪崩击穿电压(假设为恒定)；
L为漏极电路电感。
若此时MOSFET未发生故障，则在关断时刻之前，其内部耗散的能量功率电感为
E=
LIo2（14）
式中：E为耗散电感器批发能量；
Io为关断前的漏极电流。
单相逆变电源设计直流27V变为交流115V、400Hz的逆变电源在部队和船舶上应用广泛,有较大需求。针对这一情况,我们研制了800VA的单相静态逆变电源,该电源采用直流27V输入,可以输出115V、400Hz的正弦波 教你构造一个51单片机的实时操作系统目前，大多数的产品开发是在基于一些小容量的单片机上进行的。51系列单片机，是我国目前使用最多的单片机系列之一，有非常广大的应用环境与前景，多年来的资源积累，使51系列单片机仍是许多开发者的首选。针对这 MOSE管开关状态各位大佬 小弟想用MOSE管做开关管 开在10秒左右 电流在50A左右 有人说MOSE管应该工作在横流区 小弟不懂 请各位大佬给点意见
在开关状态时，MOS管的工作状态和晶体管一样，分