MOS管、場效應管熱阻如何測量

1、首先，明確兩個概念：

穩態熱阻：兩處測量點溫差△T，單位時間內通過散熱面的能量為Pd，熱阻RΘ=△T/Pd，單位℃/W。它是一個反映了散熱體散熱性能的參數。熱阻越大，散熱越慢。（字面意思理解也很簡單，阻礙熱量傳遞的能力）

瞬態熱阻：因為電子器件的溫升并不一定非常平滑。峰值溫度往往比平均溫度更加致命。所以峰值溫度成為了限制器件工作特性的主要因素。

溫度的峰值往往出現在脈沖寬度tp較短，占空比D低的情況下，這說明器件的溫升不僅僅與Pd相關了，還和脈沖寬度、脈沖形狀（方波、鋸齒波、正弦波這種的典型波形）、頻率等有關聯。穩態熱阻的局限性就顯現出來了。所以引入了瞬態熱阻，用來衡量電路中開關時刻、浪涌時刻等瞬間的與散熱相關的能力。

瞬態熱阻的定義：在某一時間間隔的末尾，兩處測試點的溫度變化與引起這一變化的，在該時間間隔開始時按階躍函數變化的耗散功率之比。ZΘ=r（tp，D）RΘ

 r（tp，D）表示脈沖寬度與占空比之間的一個比例。不難看出瞬態熱阻與穩態熱阻具有關聯性。瞬態熱阻反映了散熱體在熱慣性的作用下，在熱傳遞的過程中對熱阻的改變。

2、結溫與殼溫

3、測試電路

原理圖

萬用表測得數據記為UR；

Mos體二極管電壓、電流記為Uf，If；

電源電壓記為U。

測量mos熱阻

第一步：將電路板置于溫箱中，類似于下圖設備。主要是為了保證靜態無風狀態。加熱后，使其內部達到熱平衡。即Tj=Tc。這個溫度（T1）不能過低，因為溫度過低，結溫和殼溫不可能相同。

電路中使用的電阻R為2KΩ，緩慢調節電源電壓U至20.7V時（二極管通態壓降為0.6-0.8左右），mos的體二極管電流If達到10mA。

保持U不變，提高溫度，記錄UR與對應溫度。根據Uf=U-UR，得出下表數據：

第二步：將溫箱溫度調回T1，并放入一個熱電偶測量溫箱內環境溫度Ta，進一步確認數據準確性。再連接一個熱電偶至MOS，測量殼溫Tc，如下圖所示。當然實際測量的mos應該已經焊接在電路板上了。

在保持溫箱溫度不變的情況下。提升If（提高 U），記錄萬用表讀數Uf。根據Pd=Uf*If得到不同時刻的耗散功率。

第三步，迅速降低If至10mA。即將電源電壓U降低至20.7V。記錄此時的Uf后，去第一步中收集的表格里，找對應的溫度，即Tj。

最終，按照公式計算熱阻：

結到殼的熱阻RΘjc=(Tj-Tc)/Pd

殼到環境的熱阻RΘca=（Tc-Ta）/Pd

結到環境的熱阻RΘja=(Tj-Ta)/Pd

寫在最后，其實這種方法誤差不小，是實驗室粗略估計熱阻的一種方式。實施起來其實有很多需要微操的地方。比如第三步中，如何迅速降低If。這個時間越短越好。又比如第一步，你如何評判溫箱里的MOS結溫與殼溫達到熱平衡呢。所以在需求精度高的情況下，應盡量采購專業設備進行測量。

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