根据电路条件不同，在雪崩、MOSFET漏极或源极中，电流范围可从微安到数百安。  额定击穿电压，也可称之为“BV”，通常是在给定温度范围（通常是整个工作结温范围）内定义的MOSFET器件的最小阻断电压（例如30V）。数据表中的BVdss值是在低雪崩电流（通常为250μA或1mA）和结温=25°C时测得的器件雪崩电压。数据表中通常也提供结温范围内的BVdss数据或BVdss温度系数。值得注意的是，功率MOSFET雪崩电压是结温和雪崩电流的强函数。

图1显示了三个温度下的BVdss值作为额定电压为30V的器件的雪崩电流的函数。下面的表1列出了不同功率MOSFET BV额定值的典型雪崩电压范围——在高雪崩电流（安培）和升高的结温（处于或接近[敏感词]额定结温）下测量。

图1.额定电压为30V的MOSFET器件的雪崩电压与结温和雪崩电流的关系

表1.不同BV等级的高Tj和高Iav条件下的典型雪崩电压范围

MOSFET在雪崩条件下工作的的功率函数（雪崩电压*雪崩电流）可以具有任何形式。本文介绍了一个特定的雪崩功率函数，它构成了功率MOSFET数据表中雪崩额定值的基础。MOSFET数据表通常在同义术语“UIS”或“UIL”下指定雪崩额定值，“UIS”和“UIL”分别指“非钳位电感开关”和“非钳位电感负载”。也就是说，当驱动未钳位负载的MOSFET关断时，功率MOSFET雪崩额定值适用于由此产生的Vds和Id（这些术语假定为n沟道MOSFET，否则Vsd和Is适用于p沟道 MOSFET）波形。图2显示了基础电路，图3显示了器件波形。接着，我们继续假设一个n沟道MOSFET并定义如下术语：

图2.基本的非钳位电感开关关断电路

DUT（被测器件）是功率MOSFET器件。三角形表示栅极驱动电路

图3.MOSFET DUT的非钳位电感关断波形

能量函数是功率函数的积分

高边功率MOSFET（见图4）可能会发生雪崩，具体取决于栅极驱动条件。如果关断时的栅极驱动器将栅极和源极电位放在一起，使 Vgs<

图4.高边非钳位电感负载关断基本电路

大多数应用在设计上通常不会将MOSFET关断到未钳位负载。但是，有些应用在设计上确实会切换未钳位的电感负载。例如一些燃油喷射系统、ABS转储线圈和低成本、低功率螺线管负载，在这些负载中可以省去钳位二极管的成本。

更常见的是，应用雪崩问题和可能导致的器件失效是由PCB迹线和电缆布线的未钳位杂散电感、电阻器和电容器的ESL以及晶体管和二极管的封装互连电感的关断引起的。例如因短路失效（通常由于非常高Ipk值和低tav值）而关断，以及转换器和逆变器拓扑结构中的开关节点过冲。MOSFET上的雪崩事件也可能由电源线上的瞬变引起（例如交流发电机负载突降）；雪崩操作不一定需要关断未钳位的电感负载。然而，根据雪崩功率函数的组成，功率MOSFET数据表中的UIS (UIL)数据通常可用于评估这些雪崩事件。

通常，MOSFET UIS的性能是通过使器件样品经受雪崩脉冲直至失效来确定的。大多数情况下，选择一个固定的电感值，并增加通过电感的峰值电流，直到DUT（被测器件）失效（表现为漏极到源极到栅极短路）。在每个Ipk增量之间允许有足够的时间，以确保DUT结温在下一个雪崩脉冲之前返回到初始条件。

初始结温由烘箱、强制通风或加热块控制。通常，UIS数据是在Tj(initial)=25 °C和至少一个升高的初始结温（例如100°C）时收集的。可以配置测试电路，以便DUT用于使电感负载的电流上升或连接为二极管 (Vgs=0V)，并且更高的雪崩开关用于上升和关断电感电流。比较图5中的电路。在将DUT用作MOSFET开关以使电流流入导体时，需要考虑两个潜在问题。

首先，在电流增加到Ipk的过程中，MOSFET器件正在消耗功率（通常等于I²*Rds(on)），因此该器件可能会自发热，从而增加了关断时的初始结温 Tj(initial)。要缓解这一问题，可以施加足够的 Vgs 栅极电压来降低 Rds(on)，并使用尽可能高的电源电压以最小化达到Ipk所需的时间（从0A到Ipk的时间=L*Ipk/Vsupply）。第二个问题是关断期间的栅极驱动灌电流能力。如果器件缓慢关断，一些存储的电感器能量会在开关转换过程中消耗掉。如果关断速度足够慢，则可以避免雪崩。一般来说，功率MOSFET数据表UIS规范假定硬关断事件，确保几乎所有电感器存储的能量都被雪崩操作中的MOSFET耗散。

图5.左侧电路是基本自驱动UIS测试电路。

右侧电路是另一种测试电路，其中DUT配置为二极管，

次级开关(SW)控制电感器电流。Vav(SW)>>Vav(DUT)。

收集的UIS数据是一组Ipk(fail)和几个不同电感值的相关tav工作点。根据这组数据，可以生成给定Tj(initial)下的Ipk(fail) vs tav曲线（见图6）。数据应该很好地拟合Ipk=A*tav^-α形式的功率函数，其中A是常数，α指数幅度通常约为0.5。这很重要，因为它表明Ipk失效操作点可能代表基于热的失效。功率函数Ipk=A*tav^-α可以改写为A(1/α)=Ipk^(1/α)*tav。如果α=0.5，我们得到结果Ipk²*tav=常数。这是对机械保险丝（由于材料达到熔点而断开的保险丝）电流和断开（熔化）时间特性建模的典型表达式。从这个意义上说，功率函数Ipk=A*Ipk^-α可以指示热失效机制。关于功率MOSFET UIS能力作为热基失效的重要性和作用将在后面讨论。

Ipk(fail) vs tav数据被降低额定值以生成数据表图，可以将其视为功率MOSFET非钳位电感关断雪崩操作的SOA（安全工作区）（见图7）。如果应用Ipk和tav工作点低于Ipk vs tav曲线和曲线的初始Tj，则器件可以安全运行。从热管理角度来看，如果每个脉冲一开始的结温状态等于或低于规定的Tj(initial)值，则可以对任意数量的雪崩脉冲执行此操作。然而，由于HCI（热载流子注入）机制，重复的雪崩脉冲可能会导致MOSFET参数偏移，具体取决于器件技术和操作条件。本系列文章后续将讨论“重复雪崩”。

图6.Ipk(fail)数据作为两个初始结温下雪崩时间的函数

图7.图6的Ipk(fail) vs tav数据被降低额定值

以形成数据表Ipk vs tav SOA图

为了降低Ipk(fail)数据的额定值，Ipk(fail)值降低到原始值的某个百分比(X)，并且针对Ipk(fail)测量中使用的电感值的新Ipk值进行调整。调整后的tav由以下公式给出：tav(de-rated) = L*Ipk(fail)*X/Vav。降低额定值的Ipk函数由Ipk=B*tav^-α给出，其中新的降额系数B可通过以下方式计算：B=A*X*(1/X) ^-α，其中X是降额百分比。X值通常是保守的，业内通常为大约50%-75%之间。