热阻与散热
Date: 2020/04/06
管芯温度和环境温度
T j = P ⋅ R T + T a T_j=P·R_T+T_a Tj=P⋅RT+Ta
P：芯片的发热功率
Ta：环境（Ambient）温度
Tj：管芯（junction）温度
RT：热阻
管 芯 温 度 = 芯 片 的 发 热 功 率 × 热 阻 + 环 境 温 度 管芯温度=芯片的发热功率×热阻+环境温度 管芯温度=芯片的发热功率×热阻+环境温度
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RT（热阻）： 描述阻碍散热的物理量，热阻越大散热越困难，单位℃/W，1℃/W意味着1W的功耗会使这个芯片上升1℃
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Tj（管芯（junction）温度）： 手只可以摸到管壳温度
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以二氧化硅为材料的半导体器件，所承受最高管芯温度大概是150摄氏度，也就是说Tj 最多150摄氏度，加上基本的环境温度和安全裕量，比如说基本环境温度是25摄氏度，而裕量我们也给25摄氏度，这也就是说，一般允许的功耗，发热升温不能超过100度，你超过100了，就超过管芯温度了 。
热阻的计算
热阻的概念与电阻有类似的地方，由于环境温度被认为是热容量极大且温度保持不变，所以散热的回路必须从管芯一直串联到空气
- 没有散热器时芯片的热阻表达式
R T = R j c + R c a R_T=R_{jc}+R_{ca} RT=Rjc+Rca
管芯（junction）
管壳（case）
环境（Ambient）
散热器的引入相当于增加了一个散热通道
- 有散热器时芯片的热阻表达式
R T = ( R j c + R c a ) / / ( R j c + R c s + R s a ) R_T=(R_{jc}+R_{ca})//(R_{jc}+R_{cs}+R_{sa}) RT=(Rjc+Rca)//(Rjc+Rcs+Rsa)
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由于 R c a > > ( R c s + R s a ) R_{ca}>>(R_{cs}+R_{sa}) Rca>>(Rcs+Rsa)，所以在有散热器时，总热阻可近似表示为： R T ≈ R j c + R c s + R s a R_T≈R_{jc}+R_{cs}+R_{sa} RT≈Rjc+Rcs+Rsa(管壳散热通道忽略)
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如果在散热器和管壳之间涂上导热硅脂，那么这部分散热也可以忽略不计 R T ≈ R j c 导 热 硅 脂 + R s a R_T≈R_{jc}导热硅脂+R_{sa} RT≈Rjc导热硅脂+Rsa（CS忽略）
散热器的热阻
好的散热器表面应该阳极钝化（不能是镜面抛光），最好还是黑色
TO-92 TO-220 TO-03 这三种常见散热器的封装，后面两种可以加装散热器，这两种封装不加散热器的话热阻其实很大，一定功率下发热芯片就受不了了，所以一定要注意加装散热器，而散热器的热阻是可以查得到的