MOSFET芯片-結溫定義和溫升計算詳解-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-09-16
結溫（Junction Temperature）是電子設備中半導體的實際工作溫度。在操作中，它通常較封裝外殼溫度（Case Temperature）高。溫度差等于其間熱的功率乘以熱阻。
最大結溫在指定一個組成成分的數據，并給定功耗的情況下，計算外殼與環境之間熱阻。或者反過來可以幫助設計人員確定一個合適散熱器。
散熱器
有些設備工作時會產生大量的熱量，而這些多余的熱量不能有快速散去并聚積起來產生高溫，很可能會毀壞正在工作的設備，這時散熱器便能有效地解決這個問題。
散熱器是附在發熱設備上的一層良好導熱介質，扮演猶如中間人一樣的角色，有時在導熱介質(導熱膏)的基礎上還會加上風扇等等東西來加快散熱效果。
但有時散熱器也扮演強盜的角色，如冰箱的散熱器是強制抽走熱量，來達到比室溫更低的溫度。
結溫(Junction Temperature)
結溫是處于電子設備中實際半導體芯片(晶圓、裸片)的最高溫度。它通常高于外殼溫度和器件表面溫度。結溫可以衡量從半導體晶圓到封裝器件外殼間的散熱所需時間以及熱阻。
最高結溫(Maximum junction temperature）
最高結溫會在器件的datasheet數據表中給出，可以用來計算在給定功耗下器件外殼至環境的熱阻。這可以用來選定合適的散熱裝置。
如果器件工作溫度超過最高結溫，器件中的晶體管就可能會被破壞，器件也隨即失效，所以應采取各種途徑降低結溫或是讓結溫產生的熱量盡快散發至環境中。
結溫為:熱阻x輸入功率+環境溫度,因此如果提高接合溫度的最大額定值，即使環境溫度非常高，也能正常工作。
一個芯片結溫的估計值Tj，可以從下面的公式中計算出來:
θJA是結到周圍環境的熱阻,單位是°C/W。周圍環境通常被看作熱“地”點。
θJA取決于IC封裝、電路板、空氣流通、輻射和系統特性,通常輻射的影響可以忽略。
θJA專指自然條件下(沒有加通風措施)的數值。
θJC是結到管殼的熱阻,管殼可以看作是封裝外表面的一個特定點。
θJC取決于封裝材料(引線框架、模塑材料、管芯粘接材料)和特定的封裝設計(管芯厚度、裸焊盤、內部散熱過孔、所用金屬材料的熱傳導率)。
結點溫度指封裝與散熱外殼之間的溫度。
一般MOSFET的結構分為晶圓+封裝+散熱外殼(自身非外置散熱器)
降低結溫的途徑：
1、減少器件本身的熱阻；
2、良好的二次散熱機構；
3、減少器件與二次散熱機構安裝介面之間的熱阻；
4、控制額定輸入功率；
5、降低環境溫度。
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