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MOSFET 的极限功率(新观点)-欢迎半导体专家进入拍砖

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楼主
tangyunxiong|  楼主 | 2010-1-6 10:48 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 tangyunxiong 于 2010-1-7 09:38 编辑

EAS-单脉冲雪崩击穿能量
如果电压过冲值(通常由于漏电流和杂散电感造成)未超过击穿电压,则器件不会发生雪崩击穿,因此也就不需要消散雪崩击穿的能力。雪崩击穿能量标定了器件可以容忍的瞬时过冲电压的安全值,其依赖于雪崩击穿需要消散的能量。
定义额定雪崩击穿能量的器件通常也会定义额定EAS。额定雪崩击穿能量与额定UIS具有相似的意义。EAS标定了器件可以安全吸收反向雪崩击穿能量的高低。
L 是电感值,iD为电感上流过的电流峰值,其会突然转换为测量器件的漏极电流。电感上产生的电压超过MOSFET击穿电压后,将导致雪崩击穿。雪崩击穿发生时,即使 MOSFET处于关断状态,电感上的电流同样会流过MOSFET器件。电感上所储存的能量与杂散电感上存储,由MOSFET消散的能量类似。
MOSFET并联后,不同器件之间的击穿电压很难完全相同。通常情况是:某个器件率先发生雪崩击穿,随后所有的雪崩击穿电流(能量)都从该器件流过。


EAR -重复雪崩能量
重复雪崩能量已经成为工业标准,但是在没有设定频率,其它损耗以及冷却量的情况下,该参数没有任何意义。散热(冷却)状况经常制约着重复雪崩能量。对于雪崩击穿所产生的能量高低也很难预测。
额定EAR的真实意义在于标定了器件所能承受的反复雪崩击穿能量。该定义的前提条件是:不对频率做任何限制,从而器件不会过热,这对于任何可能发生雪崩击穿的器件都是现实的。在验证器件设计的过程中,最好可以测量处于工作状态的器件或者热沉的温度,来观察MOSFET器件是否存在过热情况,特别是对于可能发生雪崩击穿的器件。

以上部分是抄别人的.
以下是我自己的观点:
MOSFET在从截止到完全导通过程中,牵涉到MOSFET管的耐受力:
1,电压
2,电流
3,MOSFET内部消耗的总能量
当然还有很多其它参数,比如电压上升率等.
A:     MOSFET在从截止到完全导通过程中所能承受的最大功耗小于或等于Eas.
B:     MOSFET在正常导通工作时所能承受的最大功耗小于或等于Ear.
理由:Eas 或Ear最后都是转换成热能,MOSFET的损坏是由于局部热点而损坏,而导通或从截止到完全导通MOSFET内部消耗的能量同样转换成热能。
欢迎拍砖!
只要讨论A和B两个观点。
姓名:唐云雄
Email:  tang01@yeah.net
2010年1月6日
根据拍砖情况加以说明:
Eas 是能量单位,它是功率与时间的积分,如果时间很长,这个能量对MOSFET就没有问题.
Ear也是能量单位,它也是功率与时间的积分.所以说在没有频率限制情况下无多大意义.
同时,Eas和Ear都是外部的能量,而问题却是内部所能承受的能量.如何把两者联系起来是该两个问题的关键,所以得给出时间或频率限制.
修正如下:



A:     MOSFET在从截止到完全导通过程中所能承受的最大功耗小于或等于Eas.
注A:时间在较短时间内(MOSFET内部热量来不及传到外部),比如说t小于200uS.时间太长失去单次开关讨论的意义.
B:     MOSFET在正常导通工作时所能承受的最大功耗小于或等于Ear.
注B:开关频率与MOSFET厂家给出的频率一样(测试Ear时所用频率).


谢谢拍砖!





2010年1月6日

相关帖子

沙发
tangyunxiong|  楼主 | 2010-1-6 14:06 | 只看该作者
自己顶!

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板凳
Siderlee| | 2010-1-6 15:18 | 只看该作者
:)
这个好像不是新观点啊

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地板
tangyunxiong|  楼主 | 2010-1-6 15:21 | 只看该作者
那就说明这两个观点是正确的?
欢迎找出相应文件的出处及内容。:P

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5
tangyunxiong|  楼主 | 2010-1-6 15:23 | 只看该作者
我在网上找了好久(这个问题在一个多月前就提出了),苦于找不到专家来证明这是真的。

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6
tangyunxiong|  楼主 | 2010-1-6 16:18 | 只看该作者
如果有人能回答这两个论点,并说其可以信服的依据,本人将在将来的回帖中贡献出计算MOSFET内部损耗的资料。

谢谢了!:lol

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7
tangyunxiong|  楼主 | 2010-1-6 16:39 | 只看该作者
转载:

上圖的並聯諧振電路中,已知諧振角頻率為5*106rcd/s,  Q值為100 ,諧振阻抗為2K,求電路的參數R ,C ,L?

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8
PowerAnts| | 2010-1-6 17:50 | 只看该作者
功耗和能量 两码事

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9
tangyunxiong|  楼主 | 2010-1-6 17:56 | 只看该作者
外部能量转化成MOSFET的功耗,大家理解这个意思就行,欢迎再拍砖.

谢谢PowerAnts兄,谢谢大家!



go on !

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10
PowerAnts| | 2010-1-6 17:58 | 只看该作者
功耗 指的是在单位时间中所消耗的能源的量 单位为W
能量的单位是 J

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11
伟林电源| | 2010-1-6 20:34 | 只看该作者
EAS、EAR咋跟功耗扯上关系了???不敢苟同,。如同电气损坏和热损坏一样的区别.

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12
zjwumei| | 2010-1-7 00:47 | 只看该作者
A:     MOSFET在从截止到完全导通过程中所能承受的最大功耗小于或等于Eas.
B:     MOSFET在正常导通工作时所能承受的最大功耗小于或等于Ear.
理由:Eas 或Ear最后都是转换成热能,MOSFET的损坏是由于局部热点而损坏,而导通或从截止到完全导通MOSFET内部消耗的能量同样转换成热能。


你这个问题提的让我很费解,我看了两遍都没搞清楚你到底要说什么问题
能否再明确一下

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13
zjwumei| | 2010-1-7 01:03 | 只看该作者
这里面有较为混淆的概念,与你讨论一下,呵呵

功率与功耗
功率p=u×i;这个是计算功率最简单的公式
实际上,u除了有电压这名字之外,还有一个大家很少用的物理意义,这就是把单位电荷从A移动到B所作的功
这也是P=UI这个公式的来源。

在电源电路中,MOSFET的作用是用来做能量控制的,这也就使得在讨论功率时多了一个很容易混淆的概念。
什么概念呢?
就是控制功率和损耗功率的概念:)
去年和学生讨论问题,我问一个问题
……已知一个功率MOS的雪崩击穿电压是600V,能够通过的最大电流是1A,导通电阻是1毫欧
问这个功率MOS在电压为300V的系统中,最大损耗是多少?……

能不能把MOS的耐压和通过的电流直接相乘求损耗呢?不能,绝对不能,为什么?
因为你还要考虑到器件的实际工作状态

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tangyunxiong + 1
14
zjwumei| | 2010-1-7 01:14 | 只看该作者
MOS控制的功率和MOS本身损耗的功率不是一回事。
首先器件正常工作的时候,本身的压降不能很大,大了就会影响效率,所以B这个问题很费解:?

接下来,雪崩击穿本身很正常,对于器件实质的损伤,是由高热引起的杂质再分布或者晶格解体
用功率表征还算适合,但问题如何保证所提供的功率都是加在器件上的?这是个大问题
由于热的损耗,可以通过散热的方法予以保护,那么这个计算就过于复杂。
另外生成高热的又未必是器件本身,比如实际装配过程中的互联电阻,通过互联线传导而来等等……
情况过于复杂。
我知道最复杂的情况,就是绝热过程,这种情况是真实存在的,即便是很小的能量都能够让器件损坏
你说,这个哪里说理去:)

还有,需要你提供所采用的MOSFET的类型,还需要增加边界条件才能深入讨论
这么开放的搞,压力太大了

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15
tangyunxiong|  楼主 | 2010-1-7 09:25 | 只看该作者
本帖最后由 tangyunxiong 于 2010-1-7 09:38 编辑

根据拍砖情况加以说明:
Eas 是能量单位,它是功率与时间的积分,如果时间很长,这个能量对MOSFET就没有问题.
Ear也是能量单位,它也是功率与时间的积分.所以说在没有频率限制情况下无多大意义.
同时,Eas和Ear都是外部的能量,而问题却是内部所能承受的能量.如何把两者联系起来是该两个问题的关键,所以得给出时间或频率限制.
修正如下:



A:     MOSFET在从截止到完全导通过程中所能承受的最大功耗小于或等于Eas.
注A:时间在较短时间内(MOSFET内部热量来不及传到外部),比如说t小于200uS.时间太长失去单次开关讨论的意义.
B:     MOSFET在正常导通工作时所能承受的最大功耗小于或等于Ear.
注B:开关频率与MOSFET厂家给出的频率一样(测试Ear时所用频率).


谢谢拍砖!

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16
tangyunxiong|  楼主 | 2010-1-7 11:10 | 只看该作者
谢谢 zjwumei 老师的点评.

我这里只想搞清楚MOSFET的极限功率(长时间)   和   极短时间(只开关一次)MOSFET所能承受的能量.

请多指教,大家说出各自的想法,最后才有可能得到一个正确的MOSFET观念,同时才能更好地使用MOSFET,包括二极管,双极性晶体管等。

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17
tangyunxiong|  楼主 | 2010-1-7 11:32 | 只看该作者
Eas 方面举一个例子

FDP362 是仙童的一颗MOSFET,它的Eas=182mJ

在200us内要消耗这么多能量的话,功率就是: 182mJ/200us=910W

意思就是:如果在这200us内FDP362本体上发热平均功率达到910W(注意,这不是输出功率,而是指转化成热能的功率),该MOSFET就死翘翘了.
而我们平时在用FDP362时,其本体上转化成热能的平均功率最多在十几瓦到几瓦,否则散热器搞不定(注意成本).

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18
tangyunxiong|  楼主 | 2010-1-7 12:26 | 只看该作者
对于MOSFET本身而言,参数Eas与环境温度有关,与散热器大小,风速等关系不大,在一个极短时间内MOSFET内部热量根本无法传到散热器.

而参数Ear就不一样了,它不仅跟环境温度有关,还与散热器大小,风速等有关系,它是在一个已经平衡的系统中得到的,当然,这些外部条件要跟厂家的datasheet一样,测出的Ear才相近.

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19
LQY01| | 2010-1-7 15:15 | 只看该作者
新观点,大家没兴趣?
我想知道结论.

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20
wangwo| | 2010-1-7 19:38 | 只看该作者
这玩意有啥用?

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