MOS 管漏电流(IDSS、IGSS、IR 等)随温度升高而指数级增大,这是硅器件的物理本质,也是高温失效的最常见导火索。把最新(2025-2026)文献结论浓缩成三张图一句话,10 秒就能算清高温漏电流到底膨胀多少。

一、指数规律:每 10 ℃ 翻一倍(经验速算)反向 PN 结泄漏+亚阈值泄漏均遵循 I_leak(T) ≈ I_leak(T₀) × 2^((T−T₀)/10)室温 25 ℃→125 ℃,漏电流 ≈ 2¹⁰ = 1024 倍即 1 µA 器件在 125 ℃ 可膨胀到 ≈ 1 mA——已接近小功率 MOS 的静态功耗上限。
二、物理来源与温度系数(设计公式)
分量机制温度依赖典型系数高温占比反偏 PN 结漂移+扩散∝ n_i² ∝ T³·exp(−Eg/kT)每 10 ℃ ×2>80 % (T>100 ℃)亚阈值沟道表面弱反型∝ exp[−(VGS−VT)/nkT]VT −2 mV/℃20 % (VGS≈0)栅氧隧穿FN/直接隧穿势垒高度↓随 T↑+30 %/100 ℃<1 % (tox>7 nm)
三、高温实测曲线(2025 年 650 V 超结 MOS 例)25 ℃:IDSS = 2 µA100 ℃:IDSS = 0.4 mA125 ℃:IDSS = 1.2 mA150 ℃:IDSS = 3.5 mA(已逼近芯片静态功耗极限,必须降额)。
四、工程速算口诀“十度一倍,百度千倍”——25 ℃→125 ℃ 漏电流膨胀 ≈1000×,设计时把 25 ℃ 值直接乘 10³ 做高温功耗预算即可通过初筛。
五、高温设计对策
一句话总结温度每升 10 ℃,MOS 漏电流翻一番;125 ℃ 时是室温的 ≈1000 倍,高温功耗预算必须按此指数系数放大,否则静态功耗就会从“微瓦”变成“瓦”级,直接触发 thermal runaway。