器件的功勞損失轉變為熱量和增加結溫度。這降低器件特性和減小器件壽命。通過從芯片節點放熱對降低節點溫度是非常重要的。熱阻抗(Zθjc(t))就是用來監測上述情況。熱特性術語解釋如下:Tj(結溫度)
Tc(外殼溫度):在內置半導體芯片的封裝上一個點的溫度。
Ts(散熱器溫度)Ta(環境溫度):使用期間環境的環境溫度。
Rθjc(結-外殼熱阻)Rθcs(外殼-散熱器熱阻)
Rθsa(散熱器-環境熱阻)
圖1
圖2
如圖1所示,芯片節點產生的熱量超過80%在¨方向散發,大約20%在| ? ?方向散發。熱量散發的路徑和電流移動的路徑相同,用熱阻代替后以圖2表示。這只對于在直流使用時是真實的。大多數MOSFETs用在具有固定占空比的開關狀態下。因此,熱容應該和熱阻一并考慮。從芯片節點到環境的熱阻是Rθja(結-環境熱阻),等效電路可以用以下等式表示。 Rθja = Rθjc + Rθcs + Rθsa
1. Rθjc(結-外殼熱阻) Rθjc是從芯片結到封裝外殼的內部熱阻。一旦die的尺寸定下來,這個純封裝的熱阻就只由封裝設計和引腳 框架材料決定。Rθjc可以再Tc = 25[℃]條件下測量且可以用以下等式表達。 Rθjc = (TJ – TC)/Pd[℃/W] Tc = 25[℃]意思是貼裝在無限散熱器上。 無限散熱器:封裝溫度等于環境溫度的情況。這個散熱器意味著Tc = Ta。
2. Rθcs(外殼-散熱器熱阻) 這是從封裝外殼到散熱器的熱阻。由于封裝和散熱器的安裝方式不同,該值會變化。
3. Rθsa(散熱器-環境熱阻) 這是從散熱器到環境的熱阻,這是由散熱器的設計決定的。