用结点温度评估器件可靠性的案例分析
工程师在设计的过程中非常注意元器件性能上的裕量，却很容易忽视热耗散设计，案例分析我们放到zui后说，为了帮助理解，我们先引入一个概念：
图1功率器件热阻分布示意图
举个例子来说，大家常用的S8050在25℃(Tc)的zui大耗散功率是0.625W，额定电流为0.，zui高结点温度为150℃,此代入公式有：
在25℃(Tc)时有公式：
把线性降额因子设为F，则在任意温度时有：
由于小晶体管和芯片是不带散热器的，这时就要考虑壳体到空气之间的热阻。一般数据手册会给出Rja(结到环境之间的热阻)。那么三极管S8050，其zui大功率0.625W是在其壳温25℃时取得的。倘若环境温度刚好为25℃，芯片自身又要消耗0.625W的功率，那么为了满足结点不超过150℃，*的办法就是让其得到足够好的散热。
好了，我们把问题转回到zui初的场效应管为什么需要从9A变成性能更可靠的问题上来，场效应管的损耗通常来自导通损耗与开关损耗两种，但在高频小电流条件下以开关损耗为主，由于9A的场效应管在工艺上决定了其栅极电容较大，需要较强的驱动能力，在驱动能力不足的情况下导致其开关损耗急剧上升，特别在高温情况下由于热耗散不足，导致结点温度超标引发失效。如果在满足设计裕量的条件下换成额定电流稍小的场管以后，由于两种场管在导通内阻上并不会差距太大，且导通损耗在高频条件下相比开关损耗来说几乎可以忽略不计，这样一来的场管驱动起来就会变得容易很多，开关损耗降下去了，使用场管在同样的温度环境下结点温度降低在可控范围，自然就不会再出现热耗散引起的失效了，当然遇到这种情况增强驱动能力也是一个很好的办法。
图2开关器件损耗分析示意图
通常大多数芯片的结点温度是150℃，只要把结点温度控制在这个范围内并保持一定裕量，从热耗散的设计角度来说都是没有问题的，如果下次你找遍了芯片的器件性能指标均发现有一定裕量却无法找到失效原因时，不妨从热耗散的角度来发现问题，兴许能帮上大忙。
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