什么是MOS管的SOA区，有什么用？

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什么是MOS管的SOA区，有什么用？ [复制链接]

MOSFET的安全工作区（SOA）定义MOSFE的电压、电流和功耗限制条件，在这些条件下，器件可以在无自损坏的情况下运行。

 

1、简介 什么是MOS管的SOA区，有什么用？ SOA区指的是MOSFET的安全工作区，其英文单词是Safe Operating Area。一般MOSFET都会给出SOA这个曲线，SOA区就是指的是曲线与横纵坐标轴围成的面积区域。

 

如下图 1 所示，这是TI的PMOS型号CSD25404Q3的安全工作区曲线图：

 

图1 SOA区——安全工作区，就是用来评估MOS管工作状态是否安全，是否有电应力损坏的风险的。只要使用的条件（电压、电流、结温等）不超出SOA圈定的区域，MOSFET就能正常工作。

 

SOA曲线的几条限制线的意思？

 

如下图 2 SOA示意图，SOA由Rds(on)限制线，电流限制线，功率限制线，热稳定限制线，击穿电压限制线组成。

 

 

图2 ①SOA示意图 2 中蓝色的就是Rds(on)限制线，简单理解，就是MOS管完全导通的时候，会有导通电阻Rds(on)，我们知道，此时MOS工作在欧姆区，有关系式Vds=Ids*Rds(on)，在我们固定条件Vgs和温度的情况下，Rds(on)就是一个常数，所以我们会看到这条曲线是线性的。

 

由图 3 根据欧姆定律，计算得Rds(on)=8.3mΩ。

 

 

图3 ②SOA示意图 2 中红色的就是电流限制线，一般就指芯片的最大脉冲尖峰电流Idm，测试安全工作区需要设置电流限制参数。

  

 

③SOA示意图 2 中绿色的就是等功率限制线，这是参数根据器件允许消耗的最大功率计算得出的，在等功率限制线上，所有的点的功率（功率=电压*电流）值都一样。由图四得功率最大为40W。测试安全工作区需要设置功率限制参数。

 

 

图4 ④SOA示意图二中紫色的就是热稳定性限制线，简单说就是，我们实际工作的时候，电压和电流也不能超过这根线，否则MOS就会发生热不稳定导致损坏。

 

⑤SOA示意图二中粉色的就是击穿电压限制线，就是MOS管的耐压，一般也跟规格书中的Vds(max)对应，简单举个例子（以CSD25404Q3T为例子）如下图 5 ，测试安全工作区需要设置电压限制参数。

 

 

 为什么一个图中SOA曲线中有好几条？

 

如下图 6 CSD25404Q3T有4条限制线，其分别对应了不同脉冲时间的限制，这应该很容易理解，如果脉冲持续的时间越长，MOS承受的电，热应力也会越大，越容易发生损坏。所以可以看到，持续时间越短，其能承受的电压和电流越大。

 

图6