热分析探讨
首先提一下热分析的概念哈,我们可以用各种手段完成,包括仿真软件,手算,实际测试等等,器件发热会导致很多问题:
1.半导体损耗 : 通常,急剧上升的温度可能容易导致超过器件使用范围。
2.过大温差引起的机械应力:导致脆弱的结构部分受力过大(焊点),和早期失效。
3.寿命降低 : 随着每10 °C温度的升高,机械失效的概率将成倍增加。
我们一定要把下面这个图搞搞清楚,我们一般可以很多器件都会标明juncTIon温度,这个实际上是器件的极限温度,如果我们把器件设计在这个温度下长期工作,我想这样的设计会让人崩溃的。
呵呵,我们一般都会加一个余量,这个余量根据我们认知的不同可大可小,一般呢根据经验取20%~40%不等。
由于历史原因,对分立器件的“结温”实质上是PN交界处结温度(整流二极管,双极晶体管),普遍的来说,元器件的结温指的是在设备最热的地方(硅片)。
元器件本身的功耗,元器件所处的环境温度,元器件的“应用”环境,元器件的封装。
发生传热的途径一般通过三种途径:1.传导 2.辐射 3.对流
传导是通过材料的传热,从最热的地方传向最冷的地方。类似于电流传导,可以采用(热)欧姆定律来表述:
常用的传导材料的参数:
★在实践中,通过空气传导散热可以忽略不计(比较Rw数字远远大于其他材料)。
★元件的散热片上安装的'接触'电阻是非常重要的(特别当设备必须与散热片隔离的时候)。
辐射:辐射热是通过电磁波,取决于表面处理和表面的温度情况(辐射系数)。
表面辐射系数: