Dear Mohammed
The following shows the translation version for targeted KBA.
Please confirm and double check.
Regards,
Nino
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電源スイッチのカスタムSOAダイアグラムはどのように導き出しますか？ - KBA234645
Version: **
パワーデバイスの安全な動作領域（SOA）は、デバイスの安全動作が保証される動作条件を記述したものです。これは、図の線で示されている動作条件を超える事が、デバイスが故障する可能性がある事を意味します。
SOAダイアグラムの基本的および高度な理解については、Linear Mode Operation and Safe Operating Diagram of Power-MOSFETs アプリケーションノートを参照してください。
このKBAは、データシートに記載されている条件とは違う条件のSOAダイアグラムを必要とするユーザーを対象としています。この記事は、5つの異なる制限（色で示している）について述べています。したがって、内容を理解するには、これらを理解することが求められます。
最初の手順として、デバイスのデータシートから過渡状態の熱インピーダンスダイアグラムと同様に目的のデバイスのSOAダイアグラムを入手します。このデモでは、例としてThinPAK 5x6 パッケージのIPLK60R360PFD7 600-V CoolMOS™ PFD7 スーパージャンクションMOSFET が使用されています。
ダイアグラムから値を抽出するには、選択したソフトウェアを使用する必要があります。手動でデータポイントを抽出すると、エラーが発生する可能性があるのでお勧めしません。
-
異なるパルス時間のディレーティング
上のダイアグラムは、異なるパルス時間でのSOA曲線のディレーティングの結果例です。
これのために、ポイントAからDまでの曲線を計算しています。62.5-usパルス時間は、以下の例で使用されています。
1.1 RDSON制限ライン
RDSON制限ラインオフセットおよび角度は、その長さ以外のすべての条件で同じです。したがって：
ポイントA: 1V/1.2A
1.2 パッケージ制限ライン
この例では、電力制限はパッケージ制限より大きいため、パッケージ制限ラインはありません。パッケージ制限ラインが存在する場合、オリジナルのSOAと同じ方法で、デバイスの最大電流定格で線を正しく描きます。線の長さは、次のセクションで計算されるポイントBで設定されます。
1.3 最大電力制限
ポイントBは、デバイスのTjmaxで制限される最大電力で設定されます。最大電力は、パルス幅によって変化します。これはパルス幅で増加するデバイスのZth（熱インピーダンス）に依るものです
最大過渡熱インピーダンスダイアグラムからZthを抽出できます。抽出中にエラーを最小限にするために、選択するツールを使用する必要がある事に注意してください。
62.5 usのパルス長の場合、Zthが0.23°C/Wであることを確認できます。これを使用して、以下により消費できる最大電力を計算できます：
ここで、以下の式を満たすRdson制限ラインの点を選択します：
この例では、Pは304 Wと等しく、その結果、次のようになります：
Point B: 19.3 V/15.77 A
SOAダイアグラムを見直すと、パルス時間に関わらず、ポイントCは同じ電流点で与えられることに注意してください。これは、ポイントBと同じ式を使用できるため、ディレーティングに役立ちます。
消費した電力は同じになります； すでに電流は分かっています（例えば3.5 A）。304 Wを3.5 Aで割ると、ポイントCを得られます。
Point C: 87 V/3.5 A
1.4 熱安定限度
熱安定ラインは、2次ブレークダウン現象によって定義されます。このラインは、使用している技術によって異なり、経験的に導き出す必要があります。
ディレーティングについては、ラインの傾きを目安にして、ポイントDを得ることができます。したがって、ポイントCからポイントDの終端までの、この制限ラインに平行線を作成します。
デバイスの最大定格ブロッキング電圧であるポイントDのx座標と同様に、ポイントCのx座標およびy座標がすでにあります。ダイアグラムが対数目盛であるため、以下を使用して一番近い制限ラインの傾きを得ます：
傾きから、以下のようにldを計算します：
この例では、参考として100-usラインを取ります。このように、Vc = 62 V, Ic = 3.72 A, Vd = 600 V, Id = 0.033 A.
結果の傾きは、α = –2.07です。これにより、ポイントD座標の結果は以下のようになります：
Point D : 600V/0.064A
結論として、カスタムパルス時間のSOAダイアグラムラインをディレーティングできます。
Tags: coolgan coolmos coolsic mosfet optimos power soa StrongIRFET Add tags
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パワーデバイスの安全な動作領域（SOA）は、デバイスの安全動作が保証される動作条件を記述したものです。これは、図の線で示されている動作条件を超える事が、デバイスが故障する可能性がある事を意味します。
SOAダイアグラムの基本的および高度な理解については、Linear Mode Operation and Safe Operating Diagram of Power-MOSFETs アプリケーションノートを参照してください。
このKBAは、データシートに記載されている条件とは違う条件のSOAダイアグラムを必要とするユーザーを対象としています。この記事は、5つの異なる制限（色で示している）について述べています。したがって、内容を理解するには、これらを理解することが求められます。
最初の手順として、デバイスのデータシートから過渡状態の熱インピーダンスダイアグラムと同様に目的のデバイスのSOAダイアグラムを入手します。このデモでは、例としてThinPAK 5x6 パッケージのIPLK60R360PFD7 600-V CoolMOS™ PFD7 スーパージャンクションMOSFET が使用されています。
ダイアグラムから値を抽出するには、選択したソフトウェアを使用する必要があります。手動でデータポイントを抽出すると、エラーが発生する可能性があるのでお勧めしません。
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異なるパルス時間のディレーティング
上のダイアグラムは、異なるパルス時間でのSOA曲線のディレーティングの結果例です。
これのために、ポイントAからDまでの曲線を計算しています。62.5-usパルス時間は、以下の例で使用されています。
1.1 RDSON制限ライン
RDSON制限ラインオフセットおよび角度は、その長さ以外のすべての条件で同じです。したがって：
ポイントA: 1V/1.2A
1.2 パッケージ制限ライン
この例では、電力制限はパッケージ制限より大きいため、パッケージ制限ラインはありません。パッケージ制限ラインが存在する場合、オリジナルのSOAと同じ方法で、デバイスの最大電流定格で線を正しく描きます。線の長さは、次のセクションで計算されるポイントBで設定されます。
1.3 最大電力制限
ポイントBは、デバイスのTjmaxで制限される最大電力で設定されます。最大電力は、パルス幅によって変化します。これはパルス幅で増加するデバイスのZth（熱インピーダンス）に依るものです
最大過渡熱インピーダンスダイアグラムからZthを抽出できます。抽出中にエラーを最小限にするために、選択するツールを使用する必要がある事に注意してください。
62.5 usのパルス長の場合、Zthが0.23°C/Wであることを確認できます。これを使用して、以下により消費できる最大電力を計算できます：
ここで、以下の式を満たすRdson制限ラインの点を選択します：
この例では、Pは304 Wと等しく、その結果、次のようになります：
Point B: 19.3 V/15.77 A
SOAダイアグラムを見直すと、パルス時間に関わらず、ポイントCは同じ電流点で与えられることに注意してください。これは、ポイントBと同じ式を使用できるため、ディレーティングに役立ちます。
消費した電力は同じになります； すでに電流は分かっています（例えば3.5 A）。304 Wを3.5 Aで割ると、ポイントCを得られます。
Point C: 87 V/3.5 A
1.4 熱安定限度
熱安定ラインは、2次ブレークダウン現象によって定義されます。このラインは、使用している技術によって異なり、経験的に導き出す必要があります。
ディレーティングについては、ラインの傾きを目安にして、ポイントDを得ることができます。したがって、ポイントCからポイントDの終端までの、この制限ラインに平行線を作成します。
デバイスの最大定格ブロッキング電圧であるポイントDのx座標と同様に、ポイントCのx座標およびy座標がすでにあります。ダイアグラムが対数目盛であるため、以下を使用して一番近い制限ラインの傾きを得ます：
傾きから、以下のようにldを計算します：
この例では、参考として100-usラインを取ります。このように、Vc = 62 V, Ic = 3.72 A, Vd = 600 V, Id = 0.033 A.
結果の傾きは、α = –2.07です。これにより、ポイントD座標の結果は以下のようになります：
Point D : 600V/0.064A
結論として、カスタムパルス時間のSOAダイアグラムラインをディレーティングできます。
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