在上篇文章中，介紹了功率MOSFET的基本參數(shù)Rds（on）、VBR（DSS）、Qgs、和Vgs。為了更深入的理解功率MOSFET的其它一些參數(shù)，本文仍然選用英飛凌公司的功率MOSFET為例，型號為IPD90N06S4-04。為了使每個參數(shù)的說明更具備直觀性和易于理解，所有的表格和圖表也是從IPD90N06S4-04中摘錄出來的。下面就對這些參數(shù)做逐一的介紹。

如果需要更好的理解功率MOSFET，則需要了解更多的一些參數(shù)，這些參數(shù)對于設計都是十分必要和有用的。這些參數(shù)是ID、Rthjc、SOA、Transfer Curve、和EAS。

ID：定義了在室溫下漏級可以長期工作的電流。需要注意的是，這個ID電流的是在Vgs在給定電壓下， Tc=25℃下的ID電流值。

ID的大小可以由以下的公式計算：

以IPD90N06S4-04為例，計算出的結果等于169A。為何在數(shù)據(jù)表上只標注90A呢？這是因為最大的電流受限于封裝腳位與焊線直徑，在數(shù)據(jù)表的注釋1）中可以看到詳細的解釋。如下表所示：

此外，數(shù)據(jù)表中還給出了ID和結溫之間的曲線關系。從下表中可以看出，當環(huán)境溫度升高時， ID會隨著溫度而變化。在最差的情況下，需要考慮在最大環(huán)境溫度下的ID的電流仍然滿足電路設計的正常電流的要求。

Rthjc：設計者需要非常關注的設計參數(shù)，特別是當需要計算功率MOSFET在單脈沖和不同占空比時的功率損耗時，就需要查看這個數(shù)據(jù)表來進行設計估算。筆者將在如何用數(shù)據(jù)表來進行設計估算中來具體解釋。

SOA：功率MOSFET的過載能力較低，為了保證器件安全工作，具有較高的穩(wěn)定性和較長的壽命，對器件承受的電流、電壓、和功率有一定的限制。把這種限制用Uds-Id坐標平面表示，便構成功率MOSFET的安全工作區(qū) （Safe Operating Area，縮稱SOA）。同一種器件，其SOA的大小與偏置電壓、冷卻條件、和開關方式等都有關系。如果要細分SOA，還有二種分法。按柵極偏置分為正偏置SOA和反偏置SOA；按信號占空比來分為直流SOA、單脈沖SOA、和重復脈沖SOA。

功率MOSFET在開通過程及穩(wěn)定導通時必須保持柵極的正確偏置，正偏置SOA是器件處于通態(tài)下容許的工作范圍；相反，當關斷器件時，為了提高關斷速度和可靠性，需要使柵極處于反偏置，所以反偏置SOA是器件關斷時容許的工作范圍。

直流SOA相當于占空比－》1是的工作條件；單脈沖SOA則對應于占空比－》 0時的工作條件；重復脈沖SOA對應于占空比在0 《 D 《 1時的工作條件。從數(shù)據(jù)表上可以看出：單脈沖SOA最大，重復脈沖SOA次之，直流SOA最窄。

Transfer Curve：是用圖表的方式表達出ID和Vgs的函數(shù)關系。廠商會給出在不同環(huán)境溫度下的三條曲線。通常這三條曲線都會相交與一點，這個點叫做溫度穩(wěn)定點。

如果加在MOSFET的Vgs低于溫度穩(wěn)定點（在IPD90N06S4-04中是Vgs＜6.2V，此時的MOSFET是正溫度系數(shù)的，就是說，ID的電流是隨著結溫同時增加的。在設計中，在大電流的設計中時，應避免使功率MOSFET工作在正溫度系數(shù)區(qū)域。

當Vgs超過溫度穩(wěn)定點（在IPD90N06S4-04中是Vgs》6.2V）， MOSFET是正溫度系數(shù)的， 就是說，ID的電流是隨著結溫的增加是減少的。這在實際應用中是一個非常好的特性，特別是是在大電流的設計應用中時，這個特性會幫助功率MOSFET通過減少Vgs電流來減少結溫的增加。

EAS： 為了了解在雪崩電流情況下功率MOSFET的工作情況，數(shù)據(jù)表中給出了雪崩電流和時間對應的曲線，這個曲線上可以讀出在相應的雪崩電流下，功率MOSFET在不損壞的情況下能夠承受的時間。對于同樣的雪崩能量，如果雪崩電流減少，能夠承受的時間會變長，反之亦然。環(huán)境溫度對于雪崩電流的等級也有影響，當環(huán)境溫度升高時，由于收到最大結溫的限制，能夠承受的雪崩電流會減少。

數(shù)據(jù)表中給出了功率MOSFET能夠承受的雪崩能量的值。在次例子中，室溫下的EAS=331mJ

上表給出的只是在室溫下的EAS，在設計中還需要用到在不同環(huán)境溫度下的EAS，廠商在數(shù)據(jù)表中也會給出，如下圖所示。

作者簡介：

高楊

近20年在汽車電子TOP10公司經(jīng)驗，特別是在車載控制器領域（多媒體、車身、駕駛輔助及VCU）。曾任職博世汽車專家級工程師，超過10年在汽車零部件（博世和大陸汽車），5+年汽車半導體（德州儀器和英飛凌），歷任多種資深（系統(tǒng)、設計、產(chǎn)品）工程師職務。豐富的平臺開發(fā)（從0到1）及產(chǎn)品開發(fā)的工程經(jīng)驗和技術積累。 Ford SYNC第一代的核心硬件工程師，定義和開發(fā)了德州儀器（TI）第一款智能高邊驅(qū)動器（TPS1H100-Q1），填補了公司在汽車電子市場的技術路線和市場空白。 整理和標準化了與設計開發(fā)的技術文件，可以直接用于指導設計及融入公司的文件體系中，滿足體系審查要求和提高公司的設計流程和管理水平。硬件設計流程管理的模板（45+篇），硬件設計評審和檢查清單模板（50+篇）。 企業(yè)內(nèi)訓師認證（TTT） ，超過2500頁汽車電子設計培訓內(nèi)容PPT，滿足從入門、中級及高級汽車電子設計的培訓要求，目前在4家企業(yè)內(nèi)部實施過培訓，收到了很好的反饋。 目前獲得13件汽車電子專利（截止2019年12月）?！禘DN電子技術設計》汽車電子專欄作者

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