對(duì)于MOSFET雪崩測(cè)試原理如下圖所示,對(duì)于MOS給柵極一定寬度的脈沖,讓MOS導(dǎo)通,此時(shí)VDD給電感充電,電感電流由右向左,電感儲(chǔ)存一定能量。當(dāng)柵極信號(hào)關(guān)斷后,由于電感保持原來(lái)的電流方向不變進(jìn)行放電,放電的電流方向與二極管方向相反,此時(shí)DS兩端電壓等于電感感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Vl與電源電壓VDD之和,即:VDS=Vl+VDD,Vl=Ldi/dt。當(dāng)電壓達(dá)到一定閾值時(shí),MOS發(fā)生雪崩擊穿,DS導(dǎo)通,電感通過(guò)MOS進(jìn)行電。此時(shí)MOS發(fā)生雪崩前的電壓VDS即為雪崩電壓,在一個(gè)柵極脈沖下?lián)舸┖箅姼蟹烹婋娏鳛閱蚊}沖雪崩電流。
以NMOS為例,MOSFET等效模型中含有一體二極管與寄生三極管BJT-NPN,當(dāng)MOS在大電流情況下關(guān)斷,由于外部感性負(fù)載產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),此時(shí)漏源極會(huì)出現(xiàn)較高的電壓變化率dVDS/dt,結(jié)電容Ccb中即產(chǎn)生位移電流i=Ccb*dVDS/dt,若電流 i 超于一定值時(shí),電阻RB兩端超過(guò)寄生三極管開啟閾值(0.3~07V),寄生三極管導(dǎo)通,集電極電壓快速返回值基極開路時(shí)的擊穿電壓,此時(shí)MOS發(fā)生雪崩擊穿。
而對(duì)于MOS輸出特性曲線ID-VDS而言,當(dāng)ID隨VDS電壓升高達(dá)到極限時(shí),器件內(nèi)部電離作用加劇,出現(xiàn)大量的空穴電流流過(guò)RB,寄生三極管基極電壓抬高,三極管導(dǎo)通,MOS此時(shí)亦會(huì)發(fā)生雪崩擊穿。
此外,若體二極管漏電電流過(guò)大,RB使得寄生三極管基極電壓抬高,三極管導(dǎo)通,MOS此時(shí)同樣可以發(fā)生雪崩擊穿。
故綜上所述,由感性負(fù)載帶來(lái)的過(guò)高的體二極管電壓變化率dVDSdt、高電離電壓電流及過(guò)大的體二極管漏電電流都會(huì)引起寄生三極管的導(dǎo)通,繼而令器件發(fā)生雪崩擊穿。