【经验】什么是SOA(Safety Operation Area)失效?

2022-03-24 ROHM
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本文ROHM以SJ MOSFET(Super Junction MOSFET)R6024KNX的SOA为例,阐述了SOA(Safety Operation Area)失效原理。


本文的关键要点

  • SOA是“Safety Operation Area”的缩写,意为“安全工作区”。

  • 需要在SOA范围内使用MOSFET等产品。

  • 有五个SOA的制约要素,不满足其中任何一个要素的要求都有可能会造成失效。


什么是SOA(Safety Operation Area)?

SOA是“Safety Operation Area”的缩写,意为“安全工作区”。要想安全使用MOSFET,就需要在SOA范围内使用MOSFET,超过这个范围就有可能造成损坏。在SOA范围之外工作时造成的损坏称为“SOA失效”。例如,SJ MOSFET(Super Junction MOSFET)R6024KNX的SOA如下所示:

SJ MOSFET R6024KNX的SOA


SOA由纵轴上的漏极电流ID和横轴上的漏源电压VDS来表示。也就是说,VDS、ID及它们的乘积(功率损耗PD)、以及二次击穿区决定了MOSFET的安全工作范围。另外,施加功率的脉冲宽度PW也是决定SOA的重要因素。SOA划分为图中所示的(1)~(5)个区域。


SOA的区域划分、限制以及与失效之间的关系

下面介绍一下图中的区域(1)~(5)。


  • 区域(1):漏极电流ID受MOSFET的导通电阻RDS(ON)限制的区域

是指即使施加的VDS小于绝对最大额定值,ID也会受到RDS(ON)限制的区域。根据欧姆定律I=V/R,ID只能流到红线位置。※图中的区域是VGS=10V时的示例


  • 区域(2):由施加脉冲时漏极电流的绝对最大额定值IDP决定的区域

(2)的绿线是规格书中规定的IDP的绝对最大额定值。当然,绝对最大额定值是绝对不能超过的,因此当IDP超过该值时是无法使用的。如果在超过该值的范围(电流值)使用,由于超出了保证的工作范围,因此可能会造成损坏。


  • 区域(3):热限制区域

这是由MOSFET的容许损耗PD决定的区域。受施加功率的脉冲宽度PW和瞬态热阻的限制。只要在该范围内,Tj通常不会超过绝对最大额定值TjMAX,因此可以安全使用。但是请注意,该线会因环境温度、MOSFET的实际安装条件和散热条件等因素而异。此外,作为开关使用MOSFET时,可能会瞬间被施加高电压和大电流,因此即使在开关的瞬态状态下也必须注意不要超过区域(3)的限制。


  • 区域(4):二次击穿区域

当在施加高电压的状态下流过电流时,元器件内部的局部可能会流过大电流并造成损坏,这称为“二次击穿”。这条线是用来防止造成二次击穿状态的限制线。与区域(3)的热限制区域一样,二次击穿区域也受环境温度等因素的影响。


  • 区域(5):由MOSFET漏源电压的绝对最大额定值VDSS决定的区域

这是规格书中规定的受VDSS限制的区域,如果超过这个区域,就可能发生击穿并造成损坏。需要注意的是,由反激电压和寄生电感引起的电压变化,可能会瞬间超过该限制。

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型号- RBQ20NS65A,RFN20NS6S,RR1VWM4STFTR,BM2LB300FJ-C,RF071MM2S,RSX101VYM30,DTA124TX,RFUH20NS3S,SMF26V,SMLM22WBN1CW1T,2SCR552P,RB058LAM150,SCT2系列,BD50FA1MG-M,2SC4102,RB088LAM-60,RB238NS150,SML-D12Y8W,BD3575HFP-M,BR25H128,VS17VUA1LAM,BD4XXM5FP2-C,RFUH20NS4S,BD50HC5MEFJ-M,BM61M41RFV-C,2SCR553P,BA82904YFVM-C,RSS070N05,BD30GA5MEFJ-M,BA4560YFV-M,BD80C0AWFP2-C,RB298T100,BD18HC0MEFJ-M,MD56V62161R-XXTAL42X,BD46EXX1G-M,RSS060P05,SMF24V,BR25H160,SCT3022ALHR,2SCR554P,SML-D13MW(A),BR25A512,RGPR20BM36HR,CSL1101SBAW1C,RB068L-40 81,BD00GC0MEFJ-M,RD3U041AA RD3U080AA,BA2901YFV-M,RD3P175SN,BU91R65CH-M,BD53XXG-2M SERIES,BZX84B,BZX84C,SML-D14MWA,BD52XXG-2C,RBR30NS30A,BAS40HM,BD82006FVJ-M,MD56V62161M-XXTAL42X,SCT2,SCT3,MD56V72161C-XXTAL42X,KDZLV 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选型指南  -  ROHM  - Ver.2.5  - 2019年09月 PDF 中文 下载

ROHM提供支持电力电子仿真工具PSIM™的第4代SiC MOSFET仿真模型

全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)开始提供支持电力电子仿真工具PSIM™的第4代SiC MOSFET仿真模型。该模型可在Altair® US公司开发的电力电子和电机控制用的电路仿真工具PSIM™中使用。设计人员可从ROHM官网下载模型文件,轻松进行系统级评估。这一进展使得在更广泛的产业领域中进行高效设计和评估成为可能,并能进一步推动功率元器件的使用。

产品    发布时间 : 2024-09-15

【选型】ROHM(罗姆)工业设备用产品选型指南(中文)

目录- 工业自动化产品框图    能源框图    基础设施框图    推荐产品    IC产品    电源管理    传感器/MEMS    无线通信用LSI    存储器    放大器/比较器    电压检测器(复位IC)数据转换器/显示驱动器    微控制器    分立式元器件/模块产品    功率元器件    分立式元器件    无源元器件(电阻器)    LED/LED显示器    无线通信模块    型号索引   

型号- BD7673AG,SMLEN3BC8T,BA4560RFVM,RBQ20NS65A,RFN20NS6S,BM2LB300FJ-C,BA4560RFVT,RASMID,BD7602GUL,RFUH20NS3S,BD82001FVJ-LB,SMF26V,MD56V72161C-XXTAP,RB058LAM150,SDR,BD50FA1MG-M,BD9109FVM-LB,RB088LAM-60,RB238NS150,SML-D12Y8W,BR25H128,SML-P11DT,VS17VUA1LAM,GMR50/5025,RFUH20NS4S,RGTH40TK65,STM 431J,SCT2280KE,BA82904YFVM-C,CSL1301R2T,ECO 200,BA2902YF-LB,BA4560YFV-M,RB298T100,BD46EXX1G-M,SMF24V,BU7250G,SML-D12U1W,BD71L4LG-1,BR25H160,SFR,BR25A512,RGCL80TK60,RGPR20BM36HR,BD12732FVM,BD12732FVJ,PTM 330,BU7251SG,BA2901YFV-M,BU21181FS,BU7251G,BD87A34FVM,BU7462FVM,BD12732FVT,BD52XXG-2C,LM2903F,RBR30NS30A,BU7291G,MD56V62161M-XXTAL42X,GSSSMR320,LM339F,MD56V72161C-XXTAL42X,BA2901YFV-C,BR93AXX-WM,BA2902SF,SMF22V,SML-D12Y3W,ML610400,BD2066FJ-LB,SCT2160KE,BAXXDD0T,SCM-013RT,LM2904F,BAXXDD0W,BU9829GUL-W,PTM 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选型指南  -  ROHM  - Ver.2.0  - 2019年03月 PDF 中文 下载

罗姆在PCIM Asia上展出SiC封装模块TRCDRIVE pack™及GaN HEMT在内的丰富产品

2024年8月28-30日,全球知名半导体制造商ROHM参加在深圳国际会展中心举办的2024深圳国际电力元件、可再生能源管理展览会,简称PCIM Asia。罗姆在PCIM Asia上展出TRCDRIVE pack™及GaN HEMT在内的丰富产品。

厂牌及品类    发布时间 : 2024-09-14

【选型】ROHM(罗姆)工业设备电机用功率元器件/传感器接口/稳压器选型指南(中文)

目录- 功率元器件    传感器接口    稳压器   

型号- BD7673AG,RGS30TSX2DHR,KTR,RPL-441C1,R6009JND3,BM1P105FJ,R6507KNJ,R60XXJN,RGS60TS65DHR,R8019KNZ4,PDZV,R6025JNX,BD7682FJ-LB EVK-402,SIR-568ST3F,R6507KNX,BM6243FS,BM2P131E,BM2P134HF,R6509KND3,GMR,BSM180D12P3C007,RFS20TJ6S,BSM400D12P2G003,BM61M41RFV-C,RJ1G12BGN,R8006KND3,HP8MXX系列,RGT50NS65D,RBLQ10RSM10,BSM600C12P3G201,BM61S40RFV-EVK001,BM2P131H,RD3L08BGN,RSJ301N10,RGT40TM65D,RGS00TS65DHR,RD3G600GN,BM2SCQ121T-LBZ,R6547KNZ4,BM2P133HK,BSM400C12P3G202,SCT2750NY,R6070JNZ4,BM2P0362,PSL系列,BM2P0361,RQ3G100GN,BM2P134H,BM2P134E,SMFXX系列,R8052KNZ4,R6511KND3,BM2P134EF,BM2P101HK,BM1P107FJ,BM1P062FJ,RFL,RFN,BD1020HFV,BM6241FS,RFS,R6004JNJ,R6030JNZ4,RFV,BD7672BG,R6524ENX,RS1P600BE,R8002KNX,R6524ENJ,BD63001AMUV,BSM180D12P2C002,BM2P104EKF,RBLQ20NL10C,RGT,RGS,RGT20NL65,R8003KNX,BM2P133EK,BM1P061FJ,RGT00TS65D,BM6242FS,BM2P101H,R6576KNZ4,RS1L120GN,BM2P101E,ESR系列,BM1Q002FJ,RFS30TZ6S,BD9A101MUV,BD9DXXX SERIES,BD7682FJ-LB,RD3P08BBD,RGT16BM65D,BM2P0161,RFL60TZ6S,R6500ENX,R60XXJNX系列,RBLQ10BM10,BM2SCQ12XT-LBZ系列,R8009KNX,BM60052AFV-C,BSM600D12P3G001,R6504KNJ,RGS系列,BM2SCQ122T-LBZ,R6504KND3,BD9BXXX SERIES,BD768XFJ-LB系列,RGT8NS65D,R6515KNX,KX132-1211,RGT40NL65D,BM2P061H,R6004JND3,BM2P061E,R6504KNX,R6507KND3,BD9A201FP4,R6511ENX,R6511ENJ,BM2P064EF,R6515KNJ,BM2SCQ124T-LBZ,ESR,R6530ENX,BM2P064HKF,RSDTXXNS系列,KX-134-1211,BM2P104HKF,BD7682FJ,RFUH系列,BSM300D12P3E005,RGT80TS65D,R8011KNX,BS2103F,KX132,KX134,R6530KNZ4,R60XXENX,RGT50TS65D,R6535ENZ4,RGT30NL65D,BM2P0161K,BM6109FV-C,RPL-121,SMFXX,RPL-122,RPL-243,BM1P066FJ,RPL-125,RPL-246,BM2P064E,BM2P064H,RGS00TS65EHR,LTR系列,R6012JNX,ML62Q1000,PMR系列,RGT8TM65D,BM2P131FK,HP8MA2,GMR系列,BM2P064EKF,R6524KNZ4,RGT8BM65D,R6520ENZ4,BS2101F,R6509ENJ,RS1G120MN,R6050JNZ4,RGT60TS65D,RGT系列,RGT16NS65D,R6509ENX,BM2P0163T,BM1P065FJ,R6012JNJ,RPL-222,RJ1L12BGN,RPL-221,BD9G102G,BD7679G,BS2114F,RFS60TZ6S,RGT50NL65D,SIM-20ST,R8000KNX,R8011KNZ4,BM2P131HK,RFS系列,RFL30TZ6S,ML62Q1000系列,PMR,RPL-352,BD9AXXX SERIES,BM1Q104FJ,VSXXUA1LAM,RQ3L090GN,BM2P134EKF,BSM300C12P3E201,R65XXENX,R6020JNJ,BM2SCQ123T-LBZ,KTR系列,R6524KNX,RPMD-0100,BM6101FV-C,BM1P068FJ,BM2PXX4EF,R8006KNX,BD7684FJ-LB,BSM180C12P2E202,HP8M51,R6520ENJ,R6524KNJ,BM61S41RFV-C,RGT40TS65D,BM2P061FK,RGTV系列,BSM300C12P3E301,RGT50TM65D,RD3P200SN,R6007JNJ,RJ1P12BBD,BS2114FS,BD9E304FP4,BSM120C12P2C201,BM1P067FJ,R6042JNZ4,HP8M31,ML62Q1300,R6018JNX,SIM-22ST,BD9VXXX SERIES,RGS80TSX2DHR,SMF系列,BM2PEKF,R6509END3,R6030JNX,R6502END3,BDJXXX0AHFV,KDZV,RGT20NL65D,R6007JNX,R8002KND3,BD9G341AEFJ,BM2PXX3EK,BM64378S-VA,BM2P061HK,R6009JNX,R6020JNZ4,BD9EXXX SERIES,R6009JNJ,R6507ENJ,RGS80TS65DHR,R8019KNX,BM6102FV-C,BM2P063EK,BSM120D12P2C005,R6507ENX,RQ3G150GN,RGT30TM65D,BS2132F,PSL,BM65364S-VA,BDJXXX0AHFV系列,PSR,BM65364S-VC,RS1L180GN,R6547ENZ4,R6511KNX,VSXXVUA1LAM,RGS50TSX2DHR,R6500KNX,R6576ENZ4,BM2P064HF,BM2PEK,R60XXJNX,RSJ650N10,R8001KND3,BSM300D12P2E001,BM2P134HKF,BM64377S-VA,RFNL,PTZ,R6511KNJ,BSM250D17P2E004,R6006JND3,BD9G500EFJ,ML62Q1500,BM61M41RFV-EVK002,R80XXKNX,RB218NS200,RGT16TM65D,R6020JNX,BM2P063HK,RD3G400GN,VSXXVUA1LAM系列,SCT2H12NY,RB088NS200,SCT2H12NZ,BM2P103HK,BM1P101FJ,R6507END3,BM60054AFV-C,RD3L220SN,LTR18,RGT20TM65D,KDZLV,RB218T150,BM60055FV-C,BSM080D12P2C008,SIM-030ST,RPL-441C1E,RPL-0352E,BS2130系列,RGT30NS65D,LTR10,BM60060FV-C,BM2P104H,BM6105AFW-LBZ,BD7682F-LB-EVK-401,BD7682F-LB-EVK-402,KX134-1211,BM2P104E,RFN20T2D,RGT16NL65D,BM60213FV-C,RJ1L08CGN,R6511END3,R6509KNJ,BM2P101FK,BM1Q011FJ,RJ1G08CGN,BD7683FJ-LB,RGTV,SIR-34ST3F,R6004JNX,RPI-0451E,R6504END3,R6509KNX,R6025JNZ4,SIM-040ST,R60XXJN系列,RGT40NS65D,SIR-563ST3F,R6007JND3,R65XXKNX,RSDTXXNS,SIR-341ST3F,RS1G180MN,BM1P10CFJ,R6504ENX,UCR,GMR320,LTR100,RB088BM200,R6504ENJ,BS2130F-G,R6006JNX,R6018JNJ,SIR-56ST3F,R6520KNX,BD9D300MUV,R6520KNJ,BM2PXX1E,RFL系列,BSM400D12P3G002,BM2P104EF,BSM180D12P3C202,LTR50,BD9G500EFJ-LA,BM64374S-VA,RPI-0226,BM2SCQ123T-EVK-001,BM2PXX1FK,R6515ENJ,BD9GXXX SERIES,RMS332SD-012,RMS332SD-011,BM2PXX4E,RGT8NL65D,RMS332SD-010,RS1G300GN,BM2P104HF,GMR50,LTR,BM64375S-VA,GMR100,BM1P102FJ,R6530ENZ4,BD9E304FP4-LBZ,RGT20NS65D,BM6108FV-LB,R6515ENX,R6535KNZ4,UCR系列,BD2320EFJ-LA,BM60212FV-C,R6530KNX,RFUH,R6006JNJ,R6520KNZ4,BM1Q021FJ,R8003KND3,BM61S40RFV-C,BM2P103EK,R6524ENZ4,RB218BM200,RPI-0125,PSR系列,BD7685FJ-LB

选型指南  -  ROHM  - Ver.1.0  - 11.2020 PDF 中文 下载

【元件】罗姆新增SiC和IGBT模型,提供超过3,500种LTspice®模型,助力解决客户在电路设计过程中的问题

罗姆扩大了支持电路仿真工具*1 LTspice®的SPICE模型*2阵容。LTspice®具有电路图捕获和波形查看器功能,可以提前确认和验证电路是否按设计预期工作。此前罗姆已经陆续提供了双极晶体管、二极管和MOSFET*3的LTspice模型,此次又新增了SiC功率元器件和IGBT*4等的LTspice模型。

产品    发布时间 : 2023-10-18

罗姆与联合汽车电子签署SiC功率元器件长期供货协议

罗姆于近日与中国汽车行业一级综合性供应商——联合汽车电子有限公司(UAES)签署了SiC功率元器件的长期供货协议。UAES公司将确保在电动汽车产品开发方面的重要部件——SiC功率元器件的产能。双方将继续深化合作,加快以SiC为中心的创新型电源解决方案的开发。

厂牌及品类    发布时间 : 2024-09-09

【应用】罗姆的SiC功率元器件用于UAES的电动汽车车载充电器,效率高达95.7%且功率损耗比以往降低约20%

ROHM的SiC功率元器件(SiC MOSFET)被应用于中国汽车行业一级综合性供应商——联合汽车电子有限公司的电动汽车车载充电器(On Board Charger,简称“OBC”)。此次ROHM的SiC MOSFET被UAES公司的OBC产品采用,与以往的OBC相比,新OBC所在单元的效率提高了1%(效率高达95.7%,功率损耗比以往降低约20%)。

行业资讯    发布时间 : 2020-03-18

【产品】助力中国环保型车辆业界最尖端逆变器用SiC电源解决方案及最高降压比电源IC

ROHM面向在电动汽车等环保型车辆推出“电动汽车用SiC功率解决方案(仅将逆变器用的IGBT替换为ROHM的SiC元器件,即可显著延长电动汽车的续航里程,或可探讨减少电池容量)”和“轻度混合动力汽车用业界最高降压比(输入60V:输出2.5V=24:1)的电源IC”两种最尖端的元器件技术,为中国环保型车辆的进一步发展与进步作出巨大贡献。

新产品    发布时间 : 2018-08-16

罗姆携碳化硅和氮化镓等宽禁带半导体亮相2024 PCIM Asia,并分享最新功率电子技术成果

全球知名半导体制造商罗姆(总部位于日本京都市)于8月28日~30日参加在深圳国际会展中心(宝安新馆)举办的2024深圳国际电力元件、可再生能源管理展览会(展位号:11号馆D14)。展会上,罗姆聚焦碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等宽禁带半导体,展示其面向工业设备和汽车领域的丰富产品阵容及解决方案。

厂牌及品类    发布时间 : 2024-09-07

【经验】晶体管和二极管的区别

本文ROHM带你了解晶体管和二极管的内容。晶体管和二极管的区别:一个是元器件的结构(MOSFET、双极晶体管、功率元器件等)不同,另一个是电气特性(耐压、最大电流、功率、频率)不同。

技术探讨    发布时间 : 2022-08-31

ROHM(罗姆)SIC碳化硅功率元器件介绍

描述- 在功率元器件领域,碳化硅作为新一代材料备受瞩目。与以往的硅(Si)材料元器件相比,碳化硅(SiC)材料功率元器件可以实现低导通电阻、高速开关、高温作业。碳化硅元器件活跃于各种领域, 包括电源、汽车、铁路、工业设备、家用消费类电子设备等。

商品及供应商介绍  -  ROHM  - vol.3  - 2013年10月1日 PDF 中文 下载

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