功率MOSFET以其驱动电路简单、开关速度快、便于集成等特点，在电源、汽车、航空航天等电子系统中得到广泛应用。随着元器件工艺的不断改进，产品的研发周期不断减小，功率MOSFET的可靠性正承受着巨大考验。传统的分立器件可靠性研究建立在大量的寿命试验基础上，而通常加速试验并没有实现真正的“加速”，费时费力。因此基于有限元建模的功率MOSFET可靠性研究，有重要的理论意义和实用价值。在深入研究功率MOSFET失效模式发生的环境诱因和数学模型基础上，本文提出功率MOSFET可靠性建模的总体研究方案。首先在有限元软件ANSYS中建立了封装为TO-247的功率MOSFET模型，仿真获得恒定电场作用下的器件温度分布，结果与热像仪拍摄到的热分布基本一致，证明了本文所建立模型的正确性。再利用该模型对器件进行瞬态多场耦合仿真，得到功率MOSFET在实际“开”、“关”状态下，最易发生失效的薄弱部位。结果表明，功率MOSFET封装中主要的失效位置是黏结层、芯片、键合引线和塑料封装。然后本文针对不同的环境因素，分别对器件的主要失效模式进行仿真分析，通过温度和等效热应力的仿真结果，结合Paris方程、Coffin-Manson准则等理论模型，实现了器件的剩余寿命预测。最后对20只相同型号的功率MOSFET在温度循环、功率循环、热击穿和湿热环境下的进行可靠性试验。利用半导体参数测试仪测量试验前后的电特性参数变化，并用光学显微镜和电子显微镜观察失效器件的形貌。利用电测试的结果可以有效地分析各失效模式对器件的影响，并通过形貌观察加以确认，同时也间接验证了剩余寿命预测的有效性。