MOSFET大功率管因功率和温度造成损坏的五大原因

　　1．漏源间的导通电阻RDS(on).

　　MOSFET在导通时漏源之间的电阻并不为零，当有漏极电流I。流过时就会产生导通损耗Pon。当导通损耗Pon超过管子的PDMAx时MOSFET就会因功耗过大而损坏。

　　由于开关电源和DC-DC变换器的电流波形接近于矩形，所以在计算管子的导通损耗Pon时必须先将漏极电流的值转换成有效值IDRMS。
　　
　　2．消耗功率PD
　　
　　最大消耗功率PDmax是指Tc-25℃时MOSFET内部允许消耗的功率。如果消耗的功率大干该值，则会出现结温超过150ac，MOSFET会因过热而烧毁。

　　最大消耗功率PDmax随管壳温度不同而变化。IRFP31N50LP6F的PDmax在Tc=250C时为460W。折损系数为3.7W门C，为Tc=150℃时PDmax将降至ow。

　　3．结温TJ
　　
　　结温的工作范围是指MOSFET能正常工作时的结温。对硅半导体来说结温通常高于150℃。

　　半导体内部与外部的温度差由热阻决定。结与外壳间的热阻为Rθjc，外壳与散热片之间的热阻为Rθcs，结（芯片）与周围环境的热阻为R衄^。对IRFP31N50LP6F来说Rθjc的最大值为0.26℃/W，即损耗1W功率温度上升0.26℃。Rθcs。的标准值为0.24℃/W，RθjA．的最大值为40'C/W。

　　4．瞬变热阻抗ZthjC
　　
　　MOSFET的电流容量是由结温和管壳容许的发热量决定的。在工作于脉冲状态时会因瞬变热阻抗引起结温上升。上图是瞬变热阻抗的曲线，单个脉冲的曲线是脉冲宽度的函数，表示每1W损耗所引起的结温上升量。工作于连续脉冲状态时不能用该曲线。

　　图l中的D=0,01~0.50的曲线是连续脉冲占空比D不同时的瞬变热阻抗ZthjC。由图可知瞬变热阻抗随脉冲宽度的增加而增大，结温随频率的下降而增加。若D=50%、Tc=500C，内部损耗为PDM_20W，开关频率为lOOkHz．则由图l可知此时的Z蚶c=0.2℃/W。瞬变热时的TJpeak=PDWZthjC+Tc=20Wx0.2+50℃=54℃。
　　
　　5．由In和VDS决定的功率容许范围SOA
　　
　　MOSFET被烧坏大多数是因为工作时的工作区域超出了管子的安全工作区SOA。下图是SOA的曲线，是在管壳湿度为25℃对测量结温为150℃时的漏极电流和漏源间电压VDS得到的。由图可以得知流过的脉冲电流的宽度与VDS.ID间的对应关系。在直流参数中IRFP31N50LP6F容许的最大消耗功率PDmax=460W，是由vDs和ID的乘积决定的。