功率MOSFET雪崩击穿：原因、影响与寄生效应解析

功率MOSFET雪崩击穿问题分析着重于探讨这一在电力电子设备中常见的故障现象。当功率MOSFET处于反向偏置状态时，其内部的载流子会因为电气量如漏源极电压和电流的变化而经历雪崩式倍增，导致雪崩击穿。与传统的双极性晶体管不同，MOSFET的雪崩击穿不依赖于局部热点，而是由电气场的动态作用引起，通常发生在高压、大电流的条件下。 关键的理论分析指出，MOSFET内部存在着寄生的双极性晶体管，当漏极电流Id较大且电压Vd升高时，电离效应增强，空穴电流增加。这使得寄生晶体管的基极电势Vb上升，当Vb达到一定阈值时，寄生三极管会导通，集电极（即漏极）电压迅速下降至接近击穿电压，引发雪崩击穿。这个过程中，由于器件内部能量的快速耗散，会导致器件温度急剧上升，这对设备的稳定性构成了威胁。 研究者已不再仅限于物理结构层面分析故障，而是转向更深入的器件建模和理论仿真。通过体内等效电路模型（如图1所示），可以推导出在雪崩击穿时漏极电流的构成，以及从微观电子角度解析这一过程。同时，能量耗散与温度升高的关系也是分析的重点，这对于理解和预防MOSFET故障至关重要。 总结来说，功率MOSFET雪崩击穿问题的研究包括故障机理的剖析、能量转移和温度效应的考察，以及基于理论模型的故障预测和防护策略。理解这些知识有助于优化电力电子设备的设计和维护，确保其可靠性和安全性。