摘要

功率半导体器件的热应力是导致其失效的主要原因之一，因此近年来针对器件的热建模越来越受到关注。由于工况的复杂性，功率半导体器件承受的暂态电热行为通常呈现多时间尺度特性。为了解决这一问题，学者们做出了许多努力，而频域建模相对而言是一个较为简单且实用的方法。但是，目前大多数方法只针对器件的温度频域特性进行研究，而忽略了热流特性，导致器件热模型与外部散热条件相连时温度预测的不准确。本文从频域建模出发，分析了功率半导体器件的热流在频域下呈现的低通滤波特性，并提出了一种多阶三频率的低通滤波器的热流频域建模方法。该方法还原了功率半导体器件全频段的热流特性，提升了器件热应力描述的准确性，解决了器件模型与外部散热条件相连的难题，并通过有限元仿真和实验进行了验证。

关键词

功率半导体器件;频域分析;有限元;热模型;