在互联网上，有很多关于场效应晶体管（以下称为PT）及其参数的信息，但是乍一看，其中一个相当简单的参数即晶体管可以在键控模式下通过其自身而不会烧坏的最大直流电-数据表中给出的内容有点模糊且不明显。
本文将考虑一个示例，该示例以键模式或在饱和部分工作时计算通过MOSFET SQM50P03-07（取自其电路的第一个电流）的最大电流。
首先，有一些理论来理解问题的实质是什么。 谁只需要计算电流-直接练习。
理论
简而言之，限制通过PT的最大电流的主要参数是温度，或者说它的升高。 即使在键控模式下工作，当电流流过源极-漏极时，晶体管也具有一定的电阻，对于大功率MOSFET，该值可能仅为几mOhm（不是PT中的最大值也不是最小值）。 当电流通过这样的电阻时，会在其上耗散一些功率（变热，晶体管会发热）。 功耗与流经PT的电流的平方成正比。
问题在于，文档中通常没有直接指示最大电流（DC）以及最大功耗，例如，SQM50P03-07数据表中的屏幕：
连续漏极电流表示50安培，但有一个脚注表示这是外壳的限制，即 目前，不仅如此，目前还无法在不破坏结构的情况下使其自身穿过套管。
在150和50 W的不同温度下的
最大功率耗散 ，但有一个脚注是这是当电流通过脉冲传输时，在98％的时间中，晶体管“关断”的时间为1个周期，其余2％的时间是“导通”的（请提醒我，我们对直流电很感兴趣） 。
因此，要计算通过PT的最大电流，此处的一个重要参数是最高温度。 从数据表中可以看到，
温度为175°C（
工作结温和存储温度范围 ），您需要从计算开始。 有必要确定晶体管的半导体通道将什么电流加热到175°C，但是由于热量传递到环境（冷却）而不会导致温度的进一步升高，这就是我们需要的电流值。
像加热任何其他物体一样，对晶体管进行加热的过程非常复杂，并且取决于许多参数。 为了最大程度简化与热计算有关的动作，引入了热阻参数，即 防止热量扩散的能力。 热阻越大，PT冷却的速度就越慢，其晶体温度上升到临界温度的速度就越快。 同样，晶体上的最高允许温度与环境之间的差异越大，PT加热的时间就越长，并且可以通过它的电流就越大。
每种材料都有其自身的热阻，晶体管依次由在其上形成导电通道的基板（本体），绝缘体，本体本身（也可以由多种材料组成）组成，当然它们也具有不同的厚度，该厚度也影响传热。
此外，晶体管还可以通过不同的方式进行冷却，在某些情况下，存在较大的接触面积，可将其焊接到板上或连接到散热器，在这种情况下，热阻最小。 一些晶体管没有这种焊盘，仅通过塑料盒与环境接触，通过塑料盒释放热量的速度要慢得多。
结果大约是以下方案：
在哪里
- T（结）是晶体管内部导电通道的温度（电流通过时会加热）；
- T（环境温度）是环境温度（散热处）；
- RT1-RT4是热能克服的材料的热阻。
对于热电阻，就像在电气工程中一样，该规则适用：“总电阻等于串联电阻之和”。
如前所述，可以用不同的方式冷却PT，并且根本不可能预见数据表中的所有可能选项，但是，通常给出最常见的选项：
- PT安装在板上，没有散热器，也没有任何散热接触垫（ 结到环境电阻）；
- 将电阻施加到基板， 结点到壳体（或散热的物体上的某个点）上 ，然后，根据应用，例如，将散热器连接到基板上，然后需要将其电阻添加到系统中，并增加垫片电阻在它和PT外壳之间（散热器可能非常大，并吸收晶体管的所有热量，在这种情况下，此散热器的温度将被视为环境温度）。
并非总是在最大PT参数的页面上直接显示热阻，例如，Si4477DY文档中的屏幕：
尽管有一个“
结点到脚”参数，但可以说我们对“
结点到环境”热阻很感兴趣，并且仅给出不到10秒的时间。 在这种情况下，您可以在制造商的网站上翻阅，并找到热阻模型。 在此类文档中，有一个
结温与
环境温度差随时间变化的关系图：
该图表明，在1000秒之后，温度变化的显着停止停止了。 在这种模式下，温度差在数值上等于热阻。 因此，对于直流电，您可以专注于80°C / W的值-
结到环境的热阻。
（
评论中还有一点）
也许并非所有公司都具有此信息，但是所有PT案例大多都是标准的，只需查找另一家我们感兴趣的公司的抗争数据即可。
当开发人员确切确定PT的冷却方式时，设备将在该温度下工作，然后，您最终可以进行计算。
练习
考虑一个确定在键控模式下通过MOSFET SQM50P03-07的最大直流电的示例，该模式焊接到300x300 mm尺寸的电路板上（无散热器）。 该板将在最高温度为45°C的空气中工作。 我们将通过向其栅极提供5伏电压来控制PT。
1. TJMAX
MOSFET在形成的导电通道区域（在绝缘体和栅极下方的基板上）被加热，这就是温度T结（结点的温度）。 从数据表中的
工作结温和存储温度范围-55 ... +175 ，因为 我们对最大电流感兴趣，那么我们取最大温度，即
TJMAX = 175°C （如果您不希望晶体管通道像这样
预热 ，则可以采用较低的值）。
2. TA
环境温度。 根据初始条件
TA = 45°C ，我们采用晶体管可能散发热量的最高可能温度
。3.RΘJA
在数据表中，我们找到了晶体管导电通道对环境的热阻，此外，下面有一点说明，如果将PT焊接到大于1英寸见方的板上（在这种情况下，一些热量会从晶体管传到板中，并且具有这样的尺寸），则该电阻是重要的进行必要的除热）：
因此，
RΘJA= 40°C /W。4. RDS（打开）
在特定的栅极控制电压下，最大漏极-源极电阻（漏极-源极）。 可以从表中获得信息，但是仅在10V和4.5V的栅极电压下给出了通道电阻值，根据计划，我们有5伏特。 当然，差异很小，可以采用4.5V：
最好在数据表中找到所有内容，以获取沟道电阻与施加到栅极的电压的关系图：
需要注意的是，在表中给出的数据是TC = 25°C（底物温度），在图表中有2种选择：TJ = 25°C和TJ = 150°C（通道温度）。 在选定的示例中，通道将预热到175°C（在第一个计算点确定）。 事实证明，目前最好不要使用表格，而要使用图表来确定通道电阻，因为 表中给出的TC = 25°C时的值不是我们现在感兴趣的值。
因此，在25°C的温度下，通道的电阻为
8 mOhm（0.008 Ohm） 。 为了确定在
TJMAX = 175°C的温度下的电阻
，我们寻找该通道的归一化电阻与其温度的关系图：
在水平轴上是化合物的温度，在垂直轴上是电阻
的增量
系数 。 可以注意到，在25°C下它等于1（该值是无量纲的），即 先前确定的值（8毫欧）处于此水平。 在175°C的温度下，系数约为
1.69 。
要找到
TJ = 175°C时的通道电阻，请将25°C时的电阻乘以
175°C时的系数。 我们得到0.008 * 1.69 = 13.52毫欧。
RDS（ON）= 13.52毫欧（0.01352欧姆） 。
5. IDMAX
现在，使用以下公式，您可以确定晶体管可以通过的最大电流（DC）：
我们得到15,504安培。但是，使用基于热阻的热模型进行计算会产生误差，这些误差是由于简化了这些模型而产生的。 因此，建议电流裕度至少为
20％ 。 我们进行了最后一次计算，得出
12,403安培 。 这是SQM50P03-07可以在饱和模式下通过自身的电流值，并且不会在上述指定的初始条件下烧坏。
请注意，12 A的值与数据表第一页上的指示值（50 A，150 A）有何不同，如果您不了解所有细微差别，此类数字最初会造成混淆。
总而言之，关于
安全工作区 ，这是一个示意图，显示了晶体管在不同模式下的正常工作区域。 对于相同的SQM50P03-07，数据表中有SOA，但是，如您所见，它是针对25°C的通道温度给出的（不是我们的情况）
此外，并非所有的数据表都直接限制DC工作区，尽管您可以使用此数据进行粗略估算。