來源：功率半導(dǎo)體社

單脈沖雪崩擊穿能量(Energy during avalanche for single pulse)，即 EAS。指的是MOSFET器件串聯(lián)感性負(fù)載時(shí)，在單次脈沖(工作到關(guān)斷)狀態(tài)下，所能承受的最大能量消耗，單位是焦耳(J)，其值越大，器件在電路中遭遇瞬間過電壓或過電流情況時(shí)越不容易損壞。

一、測試方法

1）在MOSFET上串聯(lián)電感L，設(shè)定母線電壓VDD。

2）在柵極與源極之間加脈沖電壓VGS（一般為10V）,當(dāng)VGS=10V時(shí)，器件完全開啟，VDD給電感L充電。當(dāng)流過電感電流達(dá)到IAS（單脈沖雪崩電流，受脈沖占空比控制）時(shí)， VGS=0V器件關(guān)斷。

3）由于電感L存在，電流IAS不會(huì)突變，電感中儲(chǔ)存的能量就會(huì)對MOSFET進(jìn)行釋放。

如下圖：

測試EAS極限值時(shí)，一般固定電感L，逐漸增加IAS電流（提高脈沖占空比），直至MOS管失效，根據(jù)失效前IAS電流值，計(jì)算EAS:

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不同廠家產(chǎn)品規(guī)格書EAS測試條件不同，因此不能通過規(guī)格書直接比較。

二、失效模式

EAS失效模式主要有兩種：寄生二極管雪崩燒毀、寄生三極管（BJT）開啟，兩種失效模式都是破壞性的。

1、 寄生二極管雪崩燒毀

在MOSFET的結(jié)構(gòu)中，存在一個(gè)寄生二極管，如下圖：

當(dāng)MOSFET器件外接感性負(fù)載時(shí)，器件關(guān)斷后漏極（D）電流不會(huì)突變，這時(shí)處于關(guān)斷狀態(tài)下的MOSFET器件內(nèi)寄生二極管反偏電壓被瞬間抬升，進(jìn)入雪崩擊穿狀態(tài)。流過二極管的大電流及兩端高電壓會(huì)在器件內(nèi)部產(chǎn)生熱量，散熱不及時(shí)就會(huì)導(dǎo)致MOSFET過熱燒毀失效（電流路徑如上圖黃線）。

2、 寄生三極管（BJT）開啟

在MOSFET的結(jié)構(gòu)中，還存在一個(gè)寄生三極管（BJT），如下圖：

正常情況下，流過RB的電流很小，RB兩端電壓差幾乎為0（寄生三極管的VBE小于正向開啟電壓），三極管是處在關(guān)閉狀態(tài)。

但是當(dāng)寄生二極管發(fā)生雪崩擊穿時(shí)，流過RB的電流變大（圖中黃線），使RB兩端電壓差大于三極管VBE的開啟電壓時(shí)，寄生三極管開啟，大電流便會(huì)從 N-區(qū)經(jīng)過 P-區(qū)流向 N+（電流路徑如上圖紅線）， MOSFET無法正常關(guān)斷，導(dǎo)致短路而損壞MOSFET。

MOSFET的設(shè)計(jì)中通常會(huì)減小P-中的橫向電阻RB，來抑制寄生三極管的開啟。

目前MOSFET的EAS失效，大多數(shù)為寄生二極管雪崩擊穿過熱失效。

為什么MOSFET器件EAS燒毀的點(diǎn)大多都在柵PAD附近？

MOSFET靠柵極控制開通與關(guān)斷，距離柵PAD越近的單胞寄生電阻和電容越小，關(guān)斷速度越快，越先發(fā)生雪崩擊穿。