DC时的最大损耗功率PD的计算公式为：

其中Tjmax为最大结温，TC为壳温，RθJC为稳态热阻，这三个值在数据手册中都可以查到。

不同脉冲宽度时的脉冲耗散功率PDM的计算公式为：

其中Tjmax为最大结温，TC为壳温，ZθJC为归一化瞬态热阻系数，RθJC为稳态热阻。ZθJC可以在MOSFET的数据手册中的脉冲宽度与ZθJC的曲线图中查到，因此可以通过脉冲宽度来计算出PDM。

图10 脉冲宽度与归一化瞬态热阻关系图

SOA注意事项

功率MOSFET数据手册中，相关极限参数和安全工作区SOA曲线都是基于工作温度TC ＝25 ℃下的计算值。

例如，一款MOS管的BVDSS为600V，但这个600V是在25℃的值，如果工作在－25℃时，则BVDSS可能只有550V。如下图所示：

图11 不同温度下的BVDSS

在实际的工作中，功率MOSFET的TC温度，绝对不可能为25 ℃，通常远远高于25 ℃，因此在实际设定和使用SOA时，一定要根据实际条件来对SOA限定条件进行修正和降额。

例如，在不同的工作温度、不同的脉冲电流或脉冲宽度条件下，RDS（ON）的值都会不同。在功率MOSFET的数据手册中通常都提供了温度－RDS（ON）的特征曲线图，如下图所示：

图12 温度－RDS（ON）关系图

从RDS（ON）与温度的关系曲线可见，当结温从25℃升高到110℃，导通电阻提高了一倍，温度越高，RDS（ON）所限制的安全工作区缩小，所以在实际应用中需要用特定工作环境下的导通电阻限定安全工作区。

同样，ID（max）、VD（MAX）和PD（MAX）都需要根据实际工作的环境条件进行降额和修正。

SOA实测

示波器的SOA测试应用非常简单，使用电压、电流探头正常测试开关管的VDS和IDM，打开SOA分析功能，对照数据手册的SOA数据设置好示波器的SOA参数即可。

以FCP22N60N这款MOSFET为例，我们查看数据手册，连续工作模式的相关参数如下：

图13 FCP22N60N数据手册

我们来设置示波器的SOA参数，BVDSS对应于“电压限定值”，ID对应于“电流限定值”，PD对应于“功率限定值”，RDS（ON）对应于“Rds（on）限定值”，同时设置合适的电压电流坐标范围（即电压电流最大值和最小值），参数设置界面如下图所示：

图14 参数设置界面

示波器生成的SOA模板，可以与MOSFET数据手册中的相应条件的SOA进行对比，如下图所示。当然在实际使用中，还是需要根据当前环境和工作条件对SOA限定区域条件进行降额和修正。

图15 SOA模板与数据手册中SOA对比

ZDS4000示波器的最新的SOA功能还提供了如下测试功能：

创新性地支持脉冲宽度Tp的参数设置，测试时会判定脉冲宽度是否达到Tp时间值；

支持导通电阻Rdson的参数设置，影响SOA模板的内阻限定区域；

支持连续测试，并统计通过及失败的总数次，该模式可用于连续烤机测试；

支持触碰（波形超出安全区域）停止、自动截图、声音提示操作；

安全工作区可通过电压、电流、功率限制设定，也可通过多坐标点自定义设定；

安全工作区支持对数坐标和线性坐标显示。

图16 示波器SOA实测