晶体管或半导体的热阻与温度、功耗之间的关系VIP专享VIP免费

晶体管 ( 或半导体 ) 的热阻 与温度、功耗之间的关系为：Ta=Tj-*P(Rjc+Rcs+Rsa)=Tj-P*Rja下图是等效热路图：公式中， Ta 表示环境温度， Tj 表示晶体管的结温， P 表示功耗， Rjc 表示结壳间的热阻， Rcs表示晶体管外壳与散热器间的热阻，Rsa表示散热器与环境间的热阻。 Rja 表示结与环境间的热阻。当功率晶体管的散热片足够大而且接触足够良好时，壳温Tc=Ta，晶体管外壳与环境间的热阻Rca=Rcs+Rsa=0。此时 Ta=Tj-*P(Rjc+Rcs+Rsa) 演化成公式Ta=Tc=Tj-P*Rjc 。厂家规格书一般会给出，最大允许功耗Pcm、Rjc 及( 或) Rja等参数。一般 Pcm是指在 Tc=25℃或 Ta=25℃时的最大允许功耗。当使用温度大于25℃时，会有一个降额指标。以 ON公司的为例三级管2N5551举个实例：2N5551规格书中给出壳温Tc=25℃时的最大允许功耗是1.5W，Rjc 是 83.3度/W。代入公式 Tc=Tj- P*Rjc 有：25=Tj-1.5*83.3可以从中推出最大允许结温Tj为 150 度。一般芯片最大允许结温是确定的。所以，2N5551的允许壳温与允许功耗之间的关系为： Tc=150-P*83.3 。比如，假设管子的功耗为1W，那么， 允许的壳温 Tc=150-1*83.3=66.7 度。注意，此管子 Tc =25℃时的最大允许功耗是1.5W，如果壳温高于 25℃, 功率就要降额使用。规格书中给出的降额为12mW/度(0.012W/ 度）。我们可以用公式来验证这个结论。假设壳温为Tc，那么，功率降额为 0.012*(Tc-25)。则此时最大总功耗为 1.5-0.012*(Tc-25)。把此时的条件代入公式Tc=Tj- P*Rjc 得出：Tc=150-(1.5-0.012*(Tc-25))*83.3，公式成立。一般情况下没办法测Tj ，可以经过测 Tc 的方法来估算 Tj 。公式变为：Tj=Tc+P*Rjc同样以 2N5551为例。假设实际使用功率为1.2W，测得壳温为 60℃，那么，Tj=60+1.2*83.3=159.96此时已经超出了管子的最高结温150 度了！按照降额 0.012W/℃的原则， 60℃时的降额为 (60-25)*0.012=0.42W ，1.5-0.42=1.08W 。也就是说， 壳温 60℃时功率必须小于1.08W，否则超出最高结温。假设规格书没有给出Rjc 的值，可以如此计算： Rjc=(Tj-Tc)/P，如果也没有给出 Tj 数据，那么一般硅管的Tj 最大为 150℃。同样以 2N5551为例。知道25 度时的功率为 1.5W，假设 Tj 为 150，那么代入上面的公式：Rjc=(150-25)/1.5=83.3℃/W，恰好等于规格书给出的实际热阻。如果厂家没有给出25℃时的功率。那么可以自己加一定的功率加到使其壳温达到允许的最大壳温时（...