如何估算热插拔MOSFET温升？
我们讨论了如何设计温升问题的电路类似方法。我们把热源建模成了电流源。根据系统组件的物理属性，计算得到热阻和热容。遍及整个网络的各种电压代表各个温度。
本文中，我们把图 1 所示模型的瞬态响应与图 3 所示公开刊发的安全工作区域（soa 曲线）部分进行了对比。
图 1 将散热容加到 dc 电气模拟电路上
根据 csd17312q5 mosfet、引线框以及贴装 mosfet 的印制电路板 (pwb) 的物理属性，估算得到图 1 的各个值。在查看模型时，可以确定几个重要的点。pwb 到环境电阻（105oc/w）为到环境的最低电阻通路，其设定了电路的允许 dc损耗。将温升限制在 100oc，可将电路的允许 dc 损耗设定为 1 瓦。其次，存在一个 10 秒钟的 pwb 相关时间恒量，所以其使电路板完全发热的时间相当长。因此，电路可以承受更大的电脉冲。例如，在一次短促的脉冲期间，所有热能对芯片热容充电，同时在更小程度上引线框对热容充电。通过假设所有能量都存储于裸片电容中并求解方程式(dv = i * dt / c)得到 i，我们可以估算出芯片电容器可以存储多少能量。结果是，i =dv * c /dt = 100 oc * 0.013f / 1ms =1300 瓦，其与图 3 的 soa 曲线图相一致。
图 2 显示了图 1 的仿真结果以及由此产生的电压响应。其功耗为 80 瓦，不同的时间恒量一眼便能看出。绿色曲线为裸片温度，其迅速到达一个 pwb 相关恒定电压（蓝色曲线）。您还可以看到一个引线框的第二时间恒量（红色曲线），其稍微有一些滞后。最后，您还可以看见 pwb 的近似线性充电，因为大多数热能（电流）都流入其散热电容。
图 2 热能流入 pwb 时明确显示的三个时间恒量
我们进行了一系列的仿真，旨在验证模型的准确性。图 3 显示了这些仿真的结果。红色标注表示每次仿真的结果。将一个固定电源（电流）放入电路中，相应间隔以后对裸片电压（温升）进行测量。模型始终匹配 soa 曲线。这样做的重要性是，您可以使用该模型的同时使用不同的散热片和 pwb 参数。例如，该 soa 数据是针对缺乏强散热能力的最小尺寸 pwb。我们可以增加电路板尺寸来降低其环境热阻，或者增加铜使用量来提供更好的热传播—最终降低温度。增加铜使用量也可以提高散热能力。
图 3 散热模型与指示点的 mosfet csd17312 soa 曲线一致
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图 3 散热模型与指示点的 mosfet csd17312 soa 曲线一致
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