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Part 01、前言
打開MOSFET規(guī)格書，往下拉，你會發(fā)現(xiàn)MOSFET規(guī)格書里有一個曲線叫安全工作區(qū)曲線，很多人在進(jìn)行MOSFET選型時，一般只關(guān)注前面的電氣參數(shù)，往往會忽略后面的各種特性曲線，這樣做就會忽略MOSFET選型的重要曲線。MOSFET的安全工作區(qū)英文叫Safe Operating Area，也就是SOA，是指MOSFET在特定條件下能夠安全運(yùn)行的電壓、電流和時間范圍。所以理解和正確使用SOA對于保證MOSFET可靠運(yùn)行、避免過熱或損壞非常重要。
Part 02、安全工作區(qū)的定義
SOA包括漏源電壓VDS，漏極電流ID，時間t。漏源電壓VDS，漏極電流ID很好理解，那時間怎么理解呢？這個時間是針對施加在MOSFET上的脈沖來說的，比如施加在MOSFET上的脈沖的電壓是10V，電流是1A，持續(xù)時間1ms，也就是脈沖。
功耗P＝電流I*電壓V，所以漏源電壓VDS，漏極電流ID本質(zhì)上是在限制MOSFET的功耗。溫升=功耗P*時間t，所以時間t本質(zhì)上是在限制MOSFET的溫升。
所以SOA的本質(zhì)就是基于MOSFET的最大結(jié)溫得出的漏源電壓VDS，漏極電流ID，時間t得出的保護(hù)區(qū)域。
上面就是一個典型的SOA圖，SOA通常用雙對數(shù)坐標(biāo)圖表示，其中橫軸是漏源電壓VDS。縱軸是漏極電流ID。曲線范圍描述在特定環(huán)境溫度下MOSFET可以安全工作的區(qū)域。
典型SOA的五個限制區(qū)域：
1．最大漏極電流限制：由器件的導(dǎo)通能力決定，垂直于電流軸。
2．最大漏源電壓限制：由器件的擊穿電壓（BVDSS）決定，垂直于電壓軸。
3．脈沖工作時間限制：對于短脈沖，允許更大的功耗，脈沖時間越短，限制越寬。
Part 03、安全工作區(qū)的實(shí)例分析
1.MOSFET參數(shù)(數(shù)據(jù)手冊提供）
最大漏源電壓：VDS(max）=40V
最大漏極電流：ID(max）= 310A
結(jié)溫范圍：Tj=-55°C至150°C
2.電路實(shí)際運(yùn)行參數(shù)
MOS工作的實(shí)際最大漏源電壓VDS=30V
MOS工作的實(shí)際最大脈沖電流ID=5A
MOSFET環(huán)境溫度25℃
脈沖持續(xù)時間1ms，類型為單次脈沖
3.分析
MOS工作的實(shí)際最大漏源電壓VDS=30V，未超過VDS(max）=40V。并且MOS工作的實(shí)際最大電流ID=5A，未超過ID(max）= 310A，脈沖時間1ms，看圖會發(fā)現(xiàn)超過了1ms的SOA區(qū)，所以MOSFET會損壞。
需要注意的是MOSFET規(guī)格書給出的SOA曲線是環(huán)境溫度25℃的曲線，如果你的產(chǎn)品環(huán)境溫度更大，就需要進(jìn)行降額處理，如何進(jìn)行降額處理呢？前面我們介紹了SOA曲線本質(zhì)就是對MOSFET溫升進(jìn)行限制，環(huán)境溫度25℃時允許的溫升是175℃-25℃=150℃，如果環(huán)境溫度變?yōu)?5℃，那允許的溫升是175℃-75℃=100℃，我們可以基于以上分析重新劃定SOA區(qū)域，100℃/150℃=2/3,我們保持I，t曲線不變，把橫坐標(biāo)VDS整體變?yōu)?5℃時VDS的2/3即可。
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