作者;Dan Eddleman and Gabino Alonso

雖然在熱插拔?電路中使用多個并聯MOSFET通常是可取的，有時甚至是絕對關鍵的，但仔細分析安全工作區（SOA）至關重要。電路中每增加一個并聯MOSFET，就會改善應用的壓降、功率損耗和隨之而來的溫升。但是，并聯MOSFET并不一定能提高電路的瞬態功率能力。除非每個 MOSFET 都由獨立的控制環路驅動，否則臨時高功率事件（例如初始導通到負載或電流限制進入短路故障）往往會將功率集中到單個 MOSFET 中。

話雖如此，只要每個 MOSFET 的 SOA 能夠承受整個瞬態事件，就可以安全地并聯 MOSFET 以使用單個控制環路來降低總電阻。

善

良好的SOA：使用具有獨立控制環路的并聯MOSFET

MOSFET 安全工作區和熱插拔電路一文中的 12V/18A LTC4226 應用電路使用兩個控制環路來驅動兩個 MOSFET。當您在LTspice中運行GOOD SOA仿真示例時，SOAtherm模型通過指示MOSFET結溫來驗證SOA。在此仿真中，最壞情況發生在輸出短路至地的1秒。一個 2V 電壓源與一個 MOSFET 的柵極串聯，以模擬閾值失配。（這表示制造商的工藝變化以及由溫度不匹配和熱失控引起的閾值偏移。運行電路仿真時，您將看到標記為 Tj-GOOD1 和 Tj-GOOD2 的仿真 MOSFET 結溫不超過 MOSFET 的最大額定結溫 175°C。

善

壞人

糟糕的SOA：并行MOSFET和單控制環路（9A而不是18A）

BAD SOA仿真示例具有兩個并聯的MOSFET和一個5mΩ電流檢測電阻。因此，與上述18A相比，電流限值降低到9A。節點Tj-BAD1和Tj-BAD2處的模擬MOSFET結溫表明，與第一個電路中的Tj-GOOD1和Tj-GOOD2溫度相同。我選擇標記這些 BAD 不是因為 MOSFET 會損壞，而是因為第一次仿真充分利用了 MOSFET 的 SOA 功能，并且能夠安全地向負載傳遞兩倍的電流。

壞人

丑陋的

丑陋的SOA：并行MOSFET和單控制環路（Tj > 175°C）

最后，UGLY SOA仿真示例顯示了兩個并聯的MOSFET，由單個控制環路驅動，而不是第一個GOOD電路中的兩個獨立控制環路。這一次，當輸出短路至地時，其中一個MOSFET在1秒內從瞬態事件中獲取所有功率。它超過了MOSFET的最高溫度175°C。在實際電路中，MOSFET能否承受這種狀況是運氣問題。如果它們的閾值匹配并且它們恰好平均共享電流，則電路將看起來正常工作。但是，在糟糕的一天，其中一個MOSFET可能會開始占用更多功率。隨著溫度的升高，閾值下降，很快它就會占用所有功率，而沒有給另一個MOSFET留下任何功率。在那一天，事情顯然會變得丑陋。

丑陋的

結論

優秀的設計人員可將解決方案成本降至最低，并確保所有 MOSFET 都受到保護，不會超出其 SOA 限值。糟糕的設計師通過丟棄可用的 SOA 來花費不必要的錢。但是，正是丑陋的設計師通過創造煙霧中的電路使我們其他人看起來不錯。

審核編輯：郭婷