热阻数据:实际的数据示例

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上一篇文章中介绍了与热阻数据相关的JEDEC标准和测试环境等内容。本文将会给出实际的热阻数据示例。
实际的热阻数据示例
通常在IC的技术规格书中都会提供IC热阻相关的信息。但是,所提供的热阻类型和设置可能会因IC的种类(例如用于信号处理的低功耗运算放大器、用于供电的热设计很重要的稳压器等)不同而略有不同。另外,也会因IC制造商而异。
下面是500mA输出LDO线性稳压器的技术规格书中提供的热阻信息示例。
 
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这款IC有两种封装,因此提供了每种封装(TO263-5、TO252-J5)的热阻。顺便提一下,这两种封装都是带散热片的电源系统5引脚表贴型封装。
下面来看一下具体内容。如Note 1所示,该热阻数据符合前文所述的 JESD51-2A(Still-Air)标准(红框部分)。
提供的热阻为以下两种:
・Junction to Ambient:θJA(℃/W)
・Junction to Top Characterization Parameter:ΨJT(℃/W)
此外,还给出了每种热阻在两种电路板条件下的值,一种是安装于1层电路板上,另一种是安装于4层电路板上。1层电路板如Note 3所示是符合JESD51-3的电路板,4层电路板是符合JESD51-5和7的电路板(Note 4)。表中列出了每种电路板的条件。
热阻与实装电路板之间的关系
在上例中,作为热阻条件,明确列出了JESD51中规定的实装电路板的条件。这意味着热阻不仅仅由IC封装决定,很大程度上还受到其实装电路板条件的影响。近年来,表贴型封装的应用非常广泛,在考虑IC的热阻时,必须要考虑到实装电路板的散热(降低热阻)情况。仅根据封装的热阻进行热计算是不现实的。
 
该图显示了每种热阻(θJA、ΨJT)与散热用的铜箔面积之间的关系。这是用于测试的封装为背面带散热片的8引脚SOP型封装、铜箔面积为15.7mm2到1200mm2条件下的数据。其他因素还包括电路板层数、材料和铜箔厚度等,不过在这个关系示意图中,请将这些因素视为条件相同,在此前提下来看铜箔面积与热阻之间的关系。
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在本例中,从IC的结点(芯片)经由实装电路板到环境(大气)的热阻θJA和铜箔面积的关系非常显著。实际上,需要确保散热所需(即适当的θJA)的铜箔面积,以免在使用条件下超过Tjmax。
反之,如果未明确说明所提供的热阻的条件,则必须要确认其条件。上例中的数值表明,热阻会因条件不同而有很大不同。
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SPICE模拟器和SPICE模型

本文将介绍基于Spice的模拟器和SPICE模型的下载地址。还是实际试用一下更容易理解。由于这些软件在通用的PC和OS条件下即可运行,所以请先尝试使用一下。

何谓SPICE

近年来,利用软件进行仿真的技术已经在电子电路的设计和评估中得到广泛应用。这其中也是有诸多原因的。例如,随着运行和信号的高速化,加之电子元器件的小型化和表面贴装趋势等,以往使用面包板的评估方式已经越来越不现实。然而,能够简便且迅速地确认运行情况和特性、能够以几乎最佳的条件进入实际评估、能够减少试制次数等开发成本和周期,是比什么都重要的关键所在。为了应对这种情况并满足这类需求,电子元器件制造商们纷纷提供仿真用的元器件数据,并推出很多被称为“模拟器”的仿真软件。

表面温度测量:热电偶 的固定方法

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表面温度测量:热电偶的种类

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热阻数据:估算TJ时涉及到的θJA和ΨJT -其2-

正如上一篇中介绍过的,由于ΨJT是一个表示相对于器件整体的功耗的、结点与封装顶面中心之间的温度差的热特性参数,因此可以用来推算实机中实机工作状态下的TJ。然而,有一些实际工作条件会影响θJA和ΨJT,并会影响它们在TJ估算过程中的有效性。下面举几个例子来探讨它们各自的特性和有效性。