 在电子设计领域，芯片的性能指标是设计和选型的重要依据，而EAS（雪崩能量）作为MOSFET手册中的关键参数之一，常被设计师用来评估器件在极端过压条件下的耐受能力。了解EAS的测试方法、与温度和电感的关系，以及其对器件性能的影响，可以帮助我们更好地优化设计，延长产品寿命。本篇文章将从多个角度深入解析EAS这一重要参数。 01.什么是EAS？ EAS，全称为单次雪崩能量（Single Pulse Avalanche Energy），是MOSFET器件手册中一个关键参数，用于衡量器件在DS端过压极端条件下的能量耐受能力。 EAS 的单位是焦耳（J），通常用于描述器件在雪崩状态下可以承受的最大能量。 EAS 越大，器件在过压时越不易损坏。 EAS测试通常被称为雪崩测试，其形象的描述来源于测试过程中电流随电压升高达到临界点后迅速崩塌的现象，就好像雪山在一个临界点突然崩塌一样。 02.EAS测试原理 每颗器件在出厂前都会经过严格的EAS测试，其基本原理如下： 01.测试方法一  1. VDD=50V，VGS上施加一个2mS的10V脉冲，通过NMOS的电流会从0A增加到10A； 2. 脉冲结束后，NMOS关断，但是电感上的电流还是会流过。此时电压会超过NMOS的击穿电压BVDSS，直到电感上的电流变成0A； 3. EAS能量似乎就是电感上储存的能量：  4. 仔细分析，在电感放电时，VDD也在供电，实际的能量大于电感存储的能量。 正确的计算公式：  **注意**：公式中的BVDSS需要通过示波器在实际测试中测量，而非直接引用器件手册中的参数值。 02.测试方法二  1. 与方法一不同，M1导通时，M2同步导通；M1关断时，M2也同步关断。这样L1放电时，VDD不再提供电流； 2. EAS能量就是电感上储存的能量：  **注意**：忽略了续流二极管D1的能量损失。 03.温度对EAS的影响 EAS能量过大，导致损坏，本质上是芯片过热损坏。 EAS能量的大小与芯片的初始温度有直接的关系：温度越大，EAS越小。 具体的公式推导如下：  IDS不变的条件下，温升和能量成正比。 以GBS60037为例，Tj=150℃- ΔTemp ，画成曲线如下：  04.电感对EAS的影响 EAS和电感的大小也有直接的关系，器件手册中EAS参数一般会有一个测试条件规定ID的大小。 以GBS60037为例，EAS为340mJ，对应的ID=8A，如下图：  Q: 可以计算出，电感L为10mH左右，如果我们改变L的大小，EAS会如何变化？   从公式可见，若L增加8倍，则EAS增大2倍，而电流缩小至原来的1/2。 05.雪崩击穿对器件的影响 实际应用中，EAS主要描述单次雪崩的能量。然而，器件手册中另有一个参数 EAR，即可重复雪崩击穿能量，其限定值通常远小于EAS，且对芯片性能的影响较小。 因此，在设计中应尽量避免大能量EAS的发生，以保护器件的长期可靠性。 EAS作为评估MOSFET器件雪崩能量耐受性的关键指标，不仅为设计人员提供了器件性能的量化参考，也在实际应用中帮助规避潜在的过压损害。 本篇文章从测试原理、温度和电感影响到器件性能分析，全面解析了EAS的各个维度，希望能为大家的设计工作提供更多参考和启发。 |
