作為上海雷卯電子的一名資深工程師，我經常被問及MOSFET器件的參數計算問題。在本文中，我將分享關于MOSFET中幾個關鍵溫度參數的計算方法：TJ（結溫）、TA（環境溫度）和TC（外殼溫度）。

1. MOSFET溫度參數的重要性

在電力電子應用中，溫度是影響MOSFET性能和壽命的關鍵因素。過高的溫度會導致器件性能下降，甚至損壞。因此，了解和計算這些溫度參數對于確保MOSFET器件的穩定運行至關重要。

2. 溫度參數定義TJ、TA、TC

l TJ（結溫）（Junction Temperature）：是指 MOSFET 芯片內部 PN 結的溫度。它是 MOSFET 工作時所能承受的最高溫度限制，超過這個溫度可能會導致器件性能下降、損壞甚至失效。

l TA（環境溫度）（Ambient Temperature）”，指 MOSFET 所處的周圍環境的溫度。

l TC（外殼溫度）Case Temperature）：MOSFET外殼表面的溫度。 計算結溫需要用到熱阻參數，下面介紹熱阻參數。

3. 熱阻定義及計算

熱阻（Rθ）是衡量熱量傳遞難易程度的參數。

l 結到殼的熱阻（RθJC）：表示從 MOSFET 的結（Junction）到殼（Case）的熱阻。

l 殼到環境的熱阻（RθCA）：表示從 MOSFET 的殼到周圍環境的熱阻。

l 結到環境的熱阻（RθJA）：RθJA = RθJC + RθCA。

MOSFET 通常會給出結到殼（RθJC）、結到環境（RθJA）等熱阻參數。熱阻可以通過數據手冊獲取。

4. TJ、TA、TC 三個溫度參數關系

TJ（結溫）= TC（殼溫）+ 功率損耗×（結到殼的熱阻 RθJC）； 公式1

TC（殼溫）= TA（環境溫度）+ 功率損耗×（殼到環境的熱阻 RθCA）；公式2

公式2代入公式1 綜合可得：

TJ（結溫）= TA（環境溫度）+ 功率損耗×（結到殼的熱阻 RθJC + 殼到環境的熱阻 RθCA）

其中功率損耗（Pd）主要由導通損耗和開關損耗組成。

導通損耗 = I2 × Rds(on) （其中 I 是導通電流，Rds(on) 是導通電阻）

開關損耗的計算較為復雜，通常需要考慮開關頻率、驅動電壓等因素，并且可能需要參考 MOSFET 的數據手冊提供的公式或曲線。

5.溫度計算實例

以下為您提供幾個 MOSFET 溫度參數計算的實際案例：

例一：

一個 MOSFET 的導通電阻 RDS(on) 為 0.1Ω，導通電流 Id 為 10A，結到環境的熱阻 RθJA 為 50°C/W，環境溫度 TA 為 25°C。 首先計算功率損耗：P = Id2×RDS(on) = 102×0.1 = 10W 然后計算結溫：TJ = TA + P×RθJA = 25 + 10×50 = 525°C

例二：

另一個 MOSFET 的導通電阻 RDS(on) 為 0.05Ω，導通電流 Id 為 5A，結到殼的熱阻 RθJC 為 2°C/W，殼到環境的熱阻 RθCA 為 30°C/W，環境溫度 TA 為 20°C。 先計算導通損耗：P = Id2×RDS(on) = 52×0.05 = 1.25W 由于熱阻是串聯的，總熱阻 RθJA = RθJC + RθCA = 2 + 30 = 32°C/W 結溫 TJ = TA + P×RθJA = 20 + 1.25×32 = 60°C

例三：

某 MOSFET 在高頻開關應用中，開關損耗為 5W，導通損耗為 3W，結到環境熱阻 RθJA 為 60°C/W，環境溫度 TA 為 30°C。 總功率損耗 P = 5 + 3 = 8W 結溫 TJ = TA + P×RθJA = 30 + 8×60 = 510°C

6.結論

通過上述計算，我們可以看到，MOSFET的結溫可能達到非常高的水平。一般來說，MOSFET 所能承受的最高結溫是有限制的，在設計和使用時，需要確保結溫不超過這個極限值，因此，設計合適的散熱方案和監控溫度是至關重要的。作為上海雷卯電子的工程師，我們始終致力于提供高性能的MOSFET器件，并為客戶提供準確的參數計算指導，以確保器件的長期穩定運行。

請注意，本文中的計算僅為示例，實際應用中應根據具體的器件參數和工作條件進行計算。上海雷卯電子提供的器件數據手冊和技術支持將幫助您更準確地進行溫度參數的計算和評估。

審核編輯 黃宇