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安全工作區

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電晶體的安全工作區示意圖

安全工作區英語:Safe operating area, SOA),是指功率半導體器件[註 1](例如雙極性晶體管場效應管晶閘管以及絕緣柵雙極晶體管)能夠按照預期正常工作而不會造成損壞時的電壓電流等條件的範圍。[1][2]

在半導體器件產品的手冊或datasheet裡,安全工作區通常以圖像的形式標明,以電晶體為例,安全工作區標示圖的橫坐標是 VCE(集電極-發射極電壓)、縱坐標是 ICE(集電極-發射極電流),而安全工作區的範圍即為圖中曲線與坐標軸所包圍的區域。這一邊界曲線中結合了器件的以下各項工作限制:最大電壓、最大電流、與最大耗散電功率,而這些限制中也包含了對接面的溫度、內部熱阻、晶粒焊線的載流能力和二次擊穿[註 2]這幾項因素的考慮。

除了可依照連續工作條件畫出安全區域之外,也可以另針對脈波(例如:1mS 或 10mS)的瞬間工作條件作出脈波下的安全工作區域。

安全工作區的種類[編輯]

  • 逆向偏壓安全工作區(RBSOA)是要關閉器件時的安全工作區。逆向偏壓安全工作區可能和一般的安全工作區不同,以IGBT為例,逆向偏壓安全工作區的上半部會隨著器件集極對射極的電壓變化率dVce/dt的增大而逐漸變小[3]
  • 順向偏壓安全工作區(FBSOA)是要開啟器件時的安全工作區

相關條目[編輯]

附註[編輯]

  1. ^ 功率器件是指用於大功率的器件
  2. ^ 二次崩潰是雙極電晶體在較高電壓工作時因熱效應而產生的一種現象。

參考文獻[編輯]

  1. ^ Tim Williams. The circuit designer's companion 2nd ed.. Butterworth-Heinemann. 2004: pp.129–130. ISBN 0750663707. 
  2. ^ 周玉坤等譯. 電路設計技術與技巧. 電子工業出版社. : pp.132–133. 
  3. ^ M. H. Rashid , Power electronics handbook, Academic Press, 2001, ISBN 0-12-581650-2, pp 108-109