計算元器件的結(jié)溫及熱阻值的分析-KIA MOS管

θJA是熱阻的單位，用來表示空氣到結(jié)溫的阻值，單位是℃/W或Ｋ/W。做電路設(shè)計都需要用到以下的公式來計算元器件的結(jié)溫：

TJ=TA+θJA·PH

式子中：TJ表示元器件的結(jié)溫，單位是℃；

TA表示環(huán)境的溫度，單位是℃；

PH表示元器件的功耗，單位是W；

現(xiàn)在讓我們來仔細研究一下這些參數(shù)值，看看它們是如何在數(shù)據(jù)手冊中欺騙了你這么多年。

首先來看TA。TA是指元器件所處的環(huán)境溫度，這個值在半導體制造商處的定義如圖1所示。然而，在實際的產(chǎn)品中是不可能有這樣的環(huán)境來滿足TA測試條件的。

在哪里測試TA其實并沒有好的定義，TA不可能是控制器外的空氣溫度，因為元器件的溫度明顯取決于元器件周圍的空氣。

那么，就需要確定測試點離元器件的距離和具體點的位置。但是，在實際的工程中沒有任何一家公司對如何測量給出確切的定義，因而這個值首先就是不確定的。

圖1：半導體制造商關(guān)于環(huán)境溫度的測試描述。

再看θJA。這是指器件從環(huán)境到結(jié)溫所處的溫升阻值。和TA的定義類似，這也是一個理想狀態(tài)下的值。以TLE42754為例，TLE42754是一顆在汽車電源中廣泛使用的LDO，主要將系統(tǒng)的12V電源轉(zhuǎn)換成5V。圖2為以TO-252-5封裝為例的TLE42754的熱阻值。

圖2：TLE42754的熱阻值。

TLE42754的熱阻值到底等于多少？以TO-252-5封裝的數(shù)據(jù)手冊為例，數(shù)據(jù)手冊中給出了4個值（27℃/W、42℃/W、57℃/W、110℃/W）。這里假設(shè)選擇27℃/W為最接近設(shè)計實例的情況來計算。

按照12V輸入、5V輸出、最大輸出電流450mA，那么TLE42754的最大功率為3.15Ｗ，溫升約為85℃（27℃/W·3.15W）。但事實真的如此嗎？太簡單的認真，其實可能是錯誤的。

熱阻值在數(shù)據(jù)手冊的定義為芯片結(jié)（junction）到空氣（ambient）的熱阻。當芯片的功耗和環(huán)境溫度已知的時候，可以通過公式來計算芯片的結(jié)溫。

但數(shù)據(jù)手冊給出的熱阻，并非在實際工程中會出現(xiàn)的熱阻，例如TLE42754關(guān)于27℃/W的條件備注（即圖2的第2條備注）。因而，這又是一個不確定的量。

最后來看TJ結(jié)溫。結(jié)是晶體管中的術(shù)語，當P型半導體和N型半導體形成PN結(jié)的時候叫做結(jié)。從半導體誕生開始，這個名詞一直沿用至今，從而產(chǎn)生了誤導。

現(xiàn)在的器件上有幾十甚至上百萬個結(jié)點在一個核心區(qū)域，按照科學嚴謹?shù)姆Q呼，叫做核心溫度是不是更加貼切和準確呢？

從以上對于計算公式中的三個參數(shù)（TA、θJA、TJ）的分析，可以看到，每個參數(shù)給出值的同時都帶特定的條件和要求，因而不能簡單的套用公式來給出答案。

聯(lián)系方式：鄒先生

聯(lián)系電話：0755-83888366-8022

手機：18123972950

QQ：2880195519

聯(lián)系地址：深圳市福田區(qū)金田路3037號金中環(huán)國際商務(wù)大廈2109

請搜微信公眾號:“KIA半導體”或掃一掃下圖“關(guān)注”官方微信公眾號

請“關(guān)注”官方微信公眾號:提供  MOS管  技術(shù)幫助

免責聲明：本網(wǎng)站部分文章或圖片來源其它出處，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除。