Safe Operating Area(SOA)即安全工作区:描述了当MOSFET工作在饱和区时可以处理的最大功率。超出安全工作区,则可能导致元件损坏。
SOA分为五个单独的界限,分别是RDS(on)限制 On Resistance(RDS(on)) limtiation、IDM电流限制 Max Pulsed Current(IDM)limitation、最大功率限制线 Max Power(PD)limintation、热不稳定性限制 Thermal Instability limitation和击穿电压限制Breakdowm Voltage(BVDSS)limitation。
RDS(on)限制
MOSFET可以流过的电流的大小受器件的导通电阻限制,这条曲线具有恒定的正斜率(这条线上所有点的电阻相同),ID=VDS/RDS(on)。
RDS(on)会随着结温以及变化,一般选取最大允许结温下的最大导通电阻限制。
IDM电流限制
该区域受最大额定电流IDM限制,最大额定电流值一般受限于封装。
最大功率限制线
该区域受功率限制,具有恒定的负斜率,这条线的每个点的功率都表示相同的恒定功率,P=I*V。
负斜率是因为流过 MOSFET 的电流随着漏源电压的增加而减少,这主要是由于 MOSFET 的负系数特性在结温升高时会限制通过器件的电流。
热不稳定性限制
当MOS产生的功率比其耗散的功率高时,这种情况被认为是热不稳定的,又称为二次击穿区。
击穿电压限制
该区域受限于额定电压VDS。在MOS正常工作中,若漏极和源极之间的电压过高,超过漏源极击穿电压,PN结反偏发生雪崩击穿。为保障器件安全,在稳态及关断过程,漏极和源极间最高电压应低于漏源击穿电压。