MOS管的安全工作区SOA详解(二)举例说明如何运用

来源:新浪斯诺克直播>    发布时间:2024-03-24 02:20:37 1次浏览

  下面是我总结的SOA曲线步:①测量MOS管的电压和电流波形,判断电压和电流是否超标②使用示波器乘积功能,得到脉冲的功率波形和维持的时间△t③找到峰值功率点P(max),得到对应的电压Ucross和电流值Icross④在SOA曲线中,结合维持的时间△t,找到电压Ucross对应的限制电流Isoa⑤测量稳态时MOS管的壳温,根据降额公式,进一步得到符合温度降额情况下的电流值:I(降额)=Isoa*温度降额系数⑥如果实际电流值IcrossI(降额),那么就说明该MOS工作在SOA区,反之,则不在文字说明没什么感觉,下面就来举例子实操下。

  ⑤测量稳态时MOS管的壳温,根据降额公式,进一步得到符合温度降额情况下的电流值:I(降额)=Isoa*温度降额系数因为我们是仿真,所以没法测量MOS管的壳温。如果在设计之初,我们一般能够准确的通过实际电路工作情况估算一个,回板后,我们再实测MOS管的壳温进行进一步确认。现在我们假定MOS管的温度是60℃(现实中要实测),我们计算出此时电流的降额,怎么计算呢?用下面这个公式(公式来源于TI的文档《在设计中使用MOSFET安全工作区曲线》,文末有分享):

  这里额Ids(Tc)是啥意思呢,它指的是在壳温为Tc时MOS管的安全工作电流。现在壳温为60℃,那么I(降额)=Ids(60℃)。那Ids(25℃)又是啥意思呢?显然,它指的就是壳温为25℃条件下的安全工作电流,也就是前面说的Isoa(因为SOA曲线℃下的)。注意:一般SOA就是在壳温25℃下的,厂家一般会标注,不过Ti的CSD25404Q3T的手册中并没有精确指出是在壳温25℃下,倒是有点像是在环境和温度25℃下,因为表格中TI参数有说:TA = 25°C unless otherwise stated——即没有标注时指的就是环境和温度25℃。关于这一点,我们先不纠结,现实中,可以找Ti的FAE进行一个确认,这里我们为了简便,还是把它当作是壳温25℃情况下的吧。Ti手册中的SOA曲线:

  ⑥如果实际电流值IcrossI(降额),那么就说明该MOS工作在SOA区。由前面几步知道,Icross=24.3A,考虑温度降额下的安全工作电流为Ids(降额)=172.8A,所以满足条件Icross Ids(降额),最终判断该PMOS工作在SOA区。至此,我们的评估结束了。不过,有时候我们会遇到这样的一个问题——如果实测脉冲时间在SOA曲线、如果实际脉冲时间在SOA中找不到对应曲线怎么办?

  我一般分3步处理:1、第一步:既然找不到5ms的曲线,那我先用更严苛的曲线ms曲线ms的SOA曲线ms的曲线来评估都能够完全满足要求,那5ms必然就是满足的。那如果10ms评估不满足怎么办呢?那就进入第2步。2、第二步:用更放松的曲线ms的曲线ms的曲线都不能满足,那不用说了,这个MOS肯定没有工作在SOA区,需要调整电路。那如果满足1ms,不满足10ms怎么办呢?那就进入第3步。3、第三步:任意脉冲宽度电流限制计算IDS电流与脉冲时间有如下关系式(公式来源于TI的文档《在设计中使用MOSFET安全工作区曲线》)

  当然,这Ids(5ms)=27.8A还是没有温度降额,应用的时候能再用前面计算降额的方法得到最终的 安全工作电流。其实,能够正常的看到,用第3步的方法,我们大家可以得到任意时间的电流限制,那为什么还有前面2步呢?这是因为第3步挺麻烦,有点费劲,而前面2步比较快,如果前面两步已经能出结果了,第3步就没必要了。小结本期内容就到这里了,主要是通过仿真介绍了我们怎么样来判断MOS是否工作在SOA区,相关的仿真文件和MOS规格书手册,相关参考资料,我同样都放置在了我的百度网盘。

回到顶部