2090-XXLF-X330B

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2090-XXLF-X330BMOSFET 安全工作区

SOA 是对 MOSFET 在脉冲和 DC 负载时功率处理能力的衡量。在 MOSFET 产品手册的图表中进行了阐述，如图 2 的实例所示。其 x 轴是 MOSFET 漏-源极电压 （VDS），而 y 轴是漏极电流 （ID）；两个轴都使用了对数坐标。在这张图中，直线 （每一条代表不同的 tP） 表示恒定 MOSFET 功率。每条线代表了 MOSFET 在某一脉冲宽度 tP 时允许的功耗，tP 的范围在微秒至无穷大 （DC）。例如，图中显示了对于 10ms 脉冲，MOSFET 漏-源极上有 5V 电压，流过的电流为 50A，计算得到功耗是 250W。同样脉冲宽度下较低的功耗保证了安全 MOSFET 工作，图中标注为 10ms 线下面的区域，这就是 “安全工作区”。图的两端是由接通电阻、漏-源极击穿电压、和大脉冲漏极电流决定。

   

图 2：PSMN3R4-30BLE N 沟道 MOSFET 的安全工作区

为什么 SOA 对于热插拔应用非常重要？

电路中采用的大部分功率 MOSFET 都能够快速接通和关断，以纳秒的时间处于高损耗转换状态。在这类应用中，SOA 并不是主要问题。相反，SOA 对于热插拔电路是非常重要，提供了输入浪涌电流控制 （软启动）、限流和电路断路器功能。要理解这一点，请看热插入电路板的启动波形 （图 3a）。当电路板插入到 12V 背板电源时，热插拔控制器等待连接器接触反弹完成，随后软启动 MOSFET 栅极。然后，输出电压跟随并在 40ms 内达到 12V。在这一软启动期间，会有 200mA 的电容充电电流流过 MOSFET，而其漏-源极电压从 12V （= 12VIN − 0VOUT） 几乎降至 0V （= 12VIN − 12VOUT）。在负载上出现短路时 （图 3b），控制器将 MOSFET 上的电流限制在 6A，电压为12V （= 12VIN − 0VOUT）。这一 72W 功耗状态持续 1.2ms，直至电路断路器定时器计时结束。在启动浪涌和限流等状态中，需要热插拔 MOSFET 处理持续数百微秒至数十毫秒的显著功耗，应注意其 SOA 性能。

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