功率器件熱性能的主要參數(shù)
在日常生活中,電子產(chǎn)品處處可見,大家都知道如何使用,但是都不會(huì)去了解電子產(chǎn)品里面有什么,其實(shí)里面很重要的是功率器件。功率器件受到的熱應(yīng)力可來自器件內(nèi)部,也可來自器件外部。若器件的散熱能力有限,則功率的耗散就會(huì)造成器件內(nèi)部芯片有源區(qū)溫度上升及結(jié)溫升高,使得器件可靠性降低,無法安全工作。表征功率器件熱能力的參數(shù)主要有結(jié)溫和熱阻。
某功率器件
器件的有源區(qū)可以是結(jié)型器件(如晶體管)的PN結(jié)區(qū)、場效應(yīng)器件的溝道區(qū),也可以是集成電路的擴(kuò)散電阻或薄膜電阻等。當(dāng)結(jié)溫Tj高于周圍環(huán)境溫度Ta時(shí),熱量通過溫差形成擴(kuò)散熱流,由芯片通過管殼向外散發(fā),散發(fā)出的熱量隨著溫差(Tj-Ta)的增大而增大。為了保證器件能夠長期正常工作,必須規(guī)定一個(gè)最高允許結(jié)溫 Tj max。Tj max的大小是根據(jù)器件的芯片材料、封裝材料和可靠性要求確定的。
功率器件的散熱能力通常用熱阻表征,記為Rt,熱阻越大,則散熱能力越差。熱阻又分為內(nèi)熱阻和外熱阻:內(nèi)熱阻是器件自身固有的熱阻,與管芯、外殼材料的導(dǎo)熱率、厚度和截面積以及加工工藝等有關(guān);外熱阻則與管殼封裝的形式有關(guān)。一般來說,管殼面積越大,則外熱阻越小。金屬管殼的外熱阻明顯低于塑封管殼的外熱阻。
當(dāng)功率器件的功率耗散達(dá)到一定程度時(shí),器件的結(jié)溫升高,系統(tǒng)的可靠性降低,為了提高可靠性,應(yīng)進(jìn)行功率器件的熱設(shè)計(jì)。以上就是功率器件的一些相關(guān)知識(shí),功率器件不斷發(fā)展,這就需要我們的科研人員的不斷努力,推動(dòng)技術(shù)不斷發(fā)展,讓我們的電子產(chǎn)品更加高效。