一. 熱阻抗的定義：

我們今天要談及的MOSFET的熱阻模型其實是指熱阻抗Zth，它包含了兩部分：熱阻和熱容，即Zth=Rth+Cth。他們都是MOSFET固有的物理屬性。

熱阻Rth：是指當(dāng)有熱量在物體上傳輸時，在物體兩端溫度差與熱源的功率之間的比值。

熱容Cth：當(dāng)一系統(tǒng)由于加給一微小的熱量dQ而溫度升高dT時，dQ/dT 這個量即是該系統(tǒng)的熱容。

如果作用在MOSFET上的是瞬時的脈沖功率，由于熱容的效應(yīng)，元件體現(xiàn)出的熱阻抗較??；如果元件承受了>1s的脈沖功率，元件趨近達(dá)到熱平衡，熱容的效果將不復(fù)存在，Zth幾乎和Rth相等。下面的的瞬時熱阻抗圖就說明了這一特性：

結(jié)點溫升：根據(jù)熱阻抗的定義，要想計算出結(jié)點溫升，那么就需要作用在MOSFET上的脈沖功率及元件的熱阻抗值，然后用下面的公式就可以計算出溫升：

二. RC熱阻模型的建立

如果電阻抗Z=電阻R+電抗C一樣，熱阻抗Zth=熱阻Rth+熱容Cth；同理，電子領(lǐng)域的電流就等同于熱領(lǐng)域中的元件功率；電壓值也可以等效為溫度值。具體的等效對應(yīng)關(guān)系如下表：

根據(jù)這樣的等效關(guān)系，我們就可以將元件的熱阻抗Zth以電子的R和C來呈現(xiàn)出來，并通過電路仿真的方法求得元件的溫升值。

這種模型的等效也是各大MOSFET供應(yīng)商認(rèn)可的較快速的評估方法。所以在元件的網(wǎng)站上也都會給出所對應(yīng)的的RC熱阻模型，我們只需要下載下來，將RC模型進(jìn)行相對應(yīng)的賦值即可。如下圖所示：

三. 基于LTspice的熱仿真實例

下面的實例是一個MOSFET的高邊開關(guān)驅(qū)動電路，其中右側(cè)的C1，C2，C3，C4，R4，R5，R6和R7組成的是元件的熱阻模型，其中的電容值和電阻值也都是根據(jù)供應(yīng)商給出的模型進(jìn)行設(shè)定的。將電流源激勵B1的值設(shè)為作用在元件上的功率值，Vmb1為元件焊接襯底的初始值，當(dāng)運行LTspice后，電流源B1后的電壓值即為元件結(jié)合點溫度Tj。

綜上所示，MOSFET的RC熱阻模型為我們元件的設(shè)計選型提供較為簡單快速的評估方法，將設(shè)計的風(fēng)險降低！