芯片热阻系数学习 芯片温度

1：以前一直没搞IC芯片的温度问题，今天在公司花了半天的时间（人笨，花的时间就长！）仔细学习了。

以下资料大部分摘自网络。

那最常用的二极管来说，若流过二极管的电流是1A，二极管压降0.5V，很容易算出来二极管消耗的功率是0.5W，

那么二极管的温度是多？

2：其实这里我们应该关心得是二极管的内部温度，核心温度；专业的叫法是：硅核温度。

硅核温度一般不能超过125℃/150℃， 若长时间超过，则会损坏IC。

3：查看IC的datasheet 的Rφja 参数，可以快速的知道IC 的温度是多少。如下面这个SS54二极管的参数表。

看下表Rφja的值是50℃/W,  如果二极管消耗的功率是0.5W，那么二极管的硅核温度就是50℃/W*0.5W=25℃，当然了还要加上当前环境的温度。如果当前室温30℃，那么硅核温度就是55℃。

Rφja 表示：芯片内部硅核到四周空气的热阻系数。

在看下表中，有个参数Tj  -50℃ to 125℃，  这就是硅核的极限温度，超过这个温度极限，就会损坏二极管。

4：学一些名词解释。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5：我自己的一些理解。

 Rφjc 硅核到芯片封装表面的热阻

Rφjc 值节点到芯片表面封装的热阻，其值越小，说明芯片内部的热很容传导芯片封装的表面。  这里值时2℃/W ， 解释如下：

设IC的消耗功率为1W，

  设IC封装表面处的 温度是 Tc

  那么芯片内核温度Tj= Tc + 2℃/W * 1W  =  Tc+2℃

 

知道了Rφjc  也没啥鸟用，因为还是不知道芯片硅核温度多少，我们一般比较关心硅核温度，硅核温度一般是120℃或150℃，超过这个温度，就会损坏IC。

对于贴片，不能加装散热器的IC ,其IC厂家在ds 中只给出 Rφjc， 就是耍流氓啊。

 

 

Rφja 硅核到空气的热阻

这个才是我们需要了解和关心的参数。看如下的例子：

英文解释：Thermal resistance 热电阻

Junction- 节点，这里值硅核

Ambient- 周围，环境，这里值空气

Thermal resistance from junction to ambient : 芯片硅核到空气的热阻

设Ic 的功耗时1W， 那么此时芯片的温度T= 50℃/w * 1W + 室温。若此时室温时25度，那么芯片硅核的温度是75度。

  当IC消耗功率2W时，芯片硅核温度是2*50+25=125度。

 

上表中可以看到，此IC的功耗设计 是2W， Tj 节点温度-即硅核温度正好是125℃。

 

在IC消耗功率为2W时，若环境温度升高到50度，那么其硅核温度时 50*2+50=150度，实际上不大会到150℃，不是简单的加法计算。  但肯定是会超过125℃的，肯定会损坏IC。

此时就应该给IC加装散热器啦。

加装散热器，能减小Rφja的值，将芯片温度传导到散热器，散热器的体积大，更好散热。