MOSFET芯片-結(jié)溫定義和溫升計(jì)算詳解-KIA MOS管

結(jié)溫定義

結(jié)溫（Junction Temperature）是電子設(shè)備中半導(dǎo)體的實(shí)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(jié)溫在指定一個(gè)組成成分的數(shù)據(jù)，并給定功耗的情況下，計(jì)算外殼與環(huán)境之間熱阻。或者反過來可以幫助設(shè)計(jì)人員確定一個(gè)合適散熱器。

散熱器

有些設(shè)備工作時(shí)會產(chǎn)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(chǎn)生高溫，很可能會毀壞正在工作的設(shè)備，這時(shí)散熱器便能有效地解決這個(gè)問題。

散熱器是附在發(fā)熱設(shè)備上的一層良好導(dǎo)熱介質(zhì)，扮演猶如中間人一樣的角色，有時(shí)在導(dǎo)熱介質(zhì)(導(dǎo)熱膏)的基礎(chǔ)上還會加上風(fēng)扇等等東西來加快散熱效果。

但有時(shí)散熱器也扮演強(qiáng)盜的角色，如冰箱的散熱器是強(qiáng)制抽走熱量，來達(dá)到比室溫更低的溫度。

結(jié)溫(Junction Temperature)

結(jié)溫是處于電子設(shè)備中實(shí)際半導(dǎo)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(jié)溫可以衡量從半導(dǎo)體晶圓到封裝器件外殼間的散熱所需時(shí)間以及熱阻。

最高結(jié)溫(Maximum junction temperature）

最高結(jié)溫會在器件的datasheet數(shù)據(jù)表中給出，可以用來計(jì)算在給定功耗下器件外殼至環(huán)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(jié)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(yīng)采取各種途徑降低結(jié)溫或是讓結(jié)溫產(chǎn)生的熱量盡快散發(fā)至環(huán)境中。

結(jié)溫為:熱阻x輸入功率+環(huán)境溫度,因此如果提高接合溫度的最大額定值，即使環(huán)境溫度非常高，也能正常工作。

一個(gè)芯片結(jié)溫的估計(jì)值Tj，可以從下面的公式中計(jì)算出來:

MOSFET晶圓芯片結(jié)溫

θJA是結(jié)到周圍環(huán)境的熱阻,單位是°C/W。周圍環(huán)境通常被看作熱“地”點(diǎn)。

θJA取決于IC封裝、電路板、空氣流通、輻射和系統(tǒng)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(fēng)措施)的數(shù)值。

θJC是結(jié)到管殼的熱阻,管殼可以看作是封裝外表面的一個(gè)特定點(diǎn)。

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(shè)計(jì)(管芯厚度、裸焊盤、內(nèi)部散熱過孔、所用金屬材料的熱傳導(dǎo)率)。

結(jié)點(diǎn)溫度指封裝與散熱外殼之間的溫度。

一般MOSFET的結(jié)構(gòu)分為晶圓+封裝+散熱外殼(自身非外置散熱器)

降低結(jié)溫的途徑：

1、減少器件本身的熱阻；

2、良好的二次散熱機(jī)構(gòu)；

3、減少器件與二次散熱機(jī)構(gòu)安裝介面之間的熱阻；

4、控制額定輸入功率；

5、降低環(huán)境溫度。

MOSFET廠家簡介

KIA半導(dǎo)體是一家致力于功率半導(dǎo)體電子元器件研發(fā)與銷售的高新技術(shù)型企業(yè)，竭誠服務(wù)全球開關(guān)電源、綠色照明、電機(jī)驅(qū)動、汽車電子、新能源充電樁、太陽能設(shè)備、數(shù)碼家電、安防工程等行業(yè)長期合作伙伴，主動了解客戶需求，不斷研發(fā)創(chuàng)新，為客戶提供綠色、節(jié)能、高效的功率半導(dǎo)體產(chǎn)品。

MOSFET晶圓芯片結(jié)溫