MOSFET 在静态状态下提供性能，并且在此配置中其功率效率相当高。然而，如果以动态方式推动它们，它们的效率可能会降低，并且损失的功率肯定会增加。SPICE 的软件实现（称为 LTspice）以及一般 SPICE 的任何软件实现都缺乏管理电路或特定组件的热行为所需的功能。另一方面，借助某些热模型实现来预测大量温度模拟是可行的。在本课程中，我们将学习如何可视化 SiC MOSFET 将环境温度设置为特定值后的行为。
热 SPICE 模拟
新的 SPICE 模型，特别是针对 MOSFET 和功率
二极管的模型，可以近似
电子元件的热行为。它们在模拟电路图中很容易识别，因为它们有两个用于管理温度相关参数的附加
端子。该模型包括 Tj 和 Tc 端子，用于分析器件发热随时间的变化。端子 Tc 代表外壳温度，端子 Tj 代表结温。
温度连接的功能与电压端子相同，不同之处在于该数字指定温度并且它们与电路电气隔离。这些端子之间的 1 V 电压对应于 1 C 的温度。两个端子 Tj 和 Tc 可用于读取和设置工作温度。在下面的例子中，我们将具体研究第二个因素。因此，节点 Tj 处的电压包含有关结温随时间变化的信息，这直接影响随温度变化的电气模型。为了观察其对结点的影响，端子 Tc 必须连接到电压源（指示外壳温度）或外部 RC 网络（散热器模型）。
不同
开关频率下 SiC MOSFET 的性能分析
下面所示的实际示例（参见图 1 中的电路图）使用型号为 C2M0025120D 的 SiC MOSFET，具有以下特性：
Vds（）：1,200 V
编号：63
Id（脉冲）：250 A
RDS（导通）：60mΩ
封装：TO-247-3
Vgs：–10V 至 25V 之间
PD：378W
Tj：–55°C 至 150°C 之间
该方案显示了一个 SiC MOSFET 通过 200V 电源驱动 20Ω 电阻负载。当 MOSFET 关闭时，大约有 9.98 A 的电流流过负载。在该方案中，MOSFET 由 25V 电压驱动。根据操作情况，该电压可以固定用于静态操作，也可以采用脉宽调制 (PWM )进行动态操作。根据具体情况，MOSFET 的效率有所不同。
接线图中使用的 MOSFET SPICE 模型的特殊之处在于，如前所述，它有两个用于管理温度的附加端子。将 25 V 电压连接到其 Tc 端子可有效将其外壳温度设置为 25°C。因此，该值不是指电压而是指温度。考虑到这一点，现在可以验证 MOSFET在给定温度以及不同静态和动态条件下的功耗。
图 1：分析接线图
静态状态
静态状态涉及用固定电压（组件数据表推荐的值）驱动栅极端子。在导通条件下，如果栅极由正确的电压驱动，MOSFET 就会以其效率工作。同样，也没有功率损耗（除了传导的初几微秒），因为栅极上的电压是固定且连续的。在上图中，固定栅极电压为 25 V，它会导致器件净导通。运行模拟会返回以下操作条件：
电阻负载 R1 上的电流：9.98 A
电压 Vds：284 mV
MOSFET 功耗：2.8369 W
负载功耗：1994.3 W
电路效率：99.857953%
从静态状态的结果可以看出，系统的效率非常高，部分原因是 MOSFET 的 RDS(on) 参数值较低。请注意，要计算耗散功率，可以使用以下关系式：
冷却 MOSFET 以实现动态系统的性能栅极电流非常小，因此可以忽略不计。
