(完整版)晶体管(或半导体)的热阻与温度、功耗之间的关系
所有半导体的失效机制都与温度有关所以结温越低
Section 7-2: Heat Dissipation
在功率管基板和heatsink之间的热阻与接触面的质量和尺寸，介质，接触压力有关。在散热器 上钻孔时要注意避免金属的毛边和扭曲，接触的啮合面应该很光洁。油漆抛光（paint finishes）的正常厚度最多为50um（为防止电解腐蚀），几乎不会影响热阻。功率管的case和 散热器表面不可能完美的平坦，所以只可能是一些点接触，剩余的区域有小的气隙。通过使用 软的物质来填充气隙，从而降低接触面热阻。正常情况下，用散热的复合物来填充气隙，在功 率管正常工作温度下共保留相当的粘性，并且有较高的热传导率。同时这种填充物也能防止接 触面上有湿气渗入。 heatsinking compounds由a silicone grease loaded with some electrically insulating good thermally conducting powder such as alumina. 当通过自然对流来降温时，接触面的 热阻Rth mb-h比起来（Rth j-mb+Rth h-amb）来说是很小的。然而，heatsink热阻Rth h-amb当 使用强制风冷或水冷时是很小的，因此，在功率管case和散热器间紧密的热接触是非常重要的。
Contact Thermal Resistance Rth mb-h：
Thermal Resistance Calculations:
图1a所示为不用散热器时,在junction和环境的整个热阻. Rthj_amb = Rth j_mb+ Rth mb_amb 然而,功率管一般会加装散热器,因为Rthj_amb一般不会小的足够保 持chip温度在所需水平下.图1b所示为当加heatsink时,整个的热阻: Rthj_amb=Rthj_mb+Rthmb_h+Rth h_amb. 注意从晶体管的case到surroundings通过Rthmb_amb直接散发的热损 耗相当小.决定heatsink尺寸和材质的第一步是计算最大的heatsink 热阻Rth h_amb来保持结温在desired value值以下.
半导体电阻率和温度的关系在实际中的应用
半导体电阻率和温度的关系在实际中的应用
半导体的电阻率与温度有一定的关系，通常可以表示为：
ρ = ρ0 * exp(α(T - T0))
其中，ρ为半导体的电阻率，ρ0为常数，α为温度系数，T为
温度，T0为参考温度。
这一关系在实际中有以下应用：
1. 温度传感器：利用半导体的温度系数，可以制作温度传感器，即根据半导体电阻率随温度变化的特性，来测量环境的温度。
例如，根据硅的温度系数制作的热敏电阻和热敏电阻器，常用于温度测量和控制。
2. 温度补偿：半导体器件的性能会随温度的变化而发生变化，使用半导体的温度系数可以进行温度补偿，从而提高器件的稳定性和精度。
例如，在电子电路设计中，通过测量半导体电阻率的变化来进行温度补偿，以确保电路的稳定工作。
3. 热敏元件：半导体的电阻率与温度的关系可以用于制作热敏元件，例如热敏电阻、热敏电流源等。
这些热敏元件可以根据温度的变化来控制电路中的电流、电压等参数。
4. 热管理：半导体电阻率与温度的关系可以用于热管理，即通过监测半导体器件的温度变化，来控制散热风扇、热散片等散热设备的工作状态，以保持器件在安全温度范围内工作。
总之，半导体电阻率与温度的关系在实际中具有广泛的应用，包括温度传感器、温度补偿、热敏元件和热管理等领域。
mosfet热阻k系数
mosfet热阻k系数MOSFET热阻是指MOSFET器件在工作中消耗的功率与其温度之间的关系，通常用热阻系数K来表示。
这个系数是一个重要的参数，能够帮助工程师评估和优化MOSFET器件的热管理和散热设计。
本文将详细介绍MOSFET热阻的概念、计算方法、影响因素以及如何优化热阻等相关内容。
首先，让我们了解一下MOSFET热阻的基本概念。
热阻是指两个接触表面之间的温度差与单位时间内的热流之间的比率。
对于MOSFET来说，热阻是指外部环境与MOSFET芯片之间的温度差与MOSFET芯片所消耗的功率之间的比率。
根据这个定义，我们可以用以下公式来计算MOSFET芯片的热阻：热阻= (Tj - Ta) / P其中，Tj表示MOSFET芯片的温度，Ta表示外部环境的温度，P表示MOSFET芯片所消耗的功率。
热阻的单位通常是摄氏度/瓦特（°C/W）。
MOSFET热阻系数K的值可以通过上述公式进行计算。
热阻系数K是指在单位温度差下，MOSFET芯片所消耗的功率的变化量。
它表示了MOSFET芯片的散热效率，数值越小表示散热效率越高，MOSFET芯片的温度上升越小。
计算热阻系数K的方法通常有两种：直流静态方法和交流动态方法。
直流静态方法是指在MOSFET器件处于恒定工作状态下，通过测量MOSFET芯片的温度和功率来计算热阻系数K。
交流动态方法是指在MOSFET器件处于动态工作状态下，通过测量MOSFET芯片的瞬时功率和温度响应来计算热阻系数K。
在实际应用中，进行热阻系数K的测量通常需要一些专用的测试仪器和方法。
根据测试的具体要求和条件，可以选择不同的测试方法和测试工具。
一般情况下，工程师可以使用热敏电阻、红外线测温仪、热像仪等设备来测试MOSFET芯片的温度。
同时，还需要测量MOSFET器件的电流和电压来计算功率。
除了直接测量，还可以通过模拟仿真来估算MOSFET芯片的热阻系数K。
利用电热耦合模型和热传导原理，可以建立MOSFET芯片的等效电路模型，并进行电热耦合仿真分析。
晶体管(或半导体)的热阻与温度、功耗之间的关系
晶体管(或半导体)的热阻与温度、功耗之间的关系为：Ta=Tj-*P(Rjc+Rcs+Rsa)=Tj-P*Rja下图是等效热路图：公式中，Ta表示环境温度，Tj表示晶体管的结温， P表示功耗，Rjc表示结壳间的热阻，Rcs表示晶体管外壳与散热器间的热阻，Rsa表示散热器与环境间的热阻。
Rja表示结与环境间的热阻。
当功率晶体管的散热片足够大而且接触足够良好时，壳温Tc=Ta，晶体管外壳与环境间的热阻Rca=Rcs+Rsa=0。
此时Ta=Tj-*P(Rjc+Rcs+Rsa)演化成公式Ta=Tc=Tj-P*Rjc。
厂家规格书一般会给出，最大允许功耗Pcm、Rjc及(或) Rja等参数。
一般Pcm是指在Tc=25℃或Ta=25℃时的最大允许功耗。
当使用温度大于25℃时，会有一个降额指标。
以ON公司的为例三级管2N5551举个实例：2N5551规格书中给出壳温Tc=25℃时的最大允许功耗是1.5W，Rjc是83.3度/W。
代入公式Tc=Tj- P*Rjc有：25=Tj-1.5*83.3可以从中推出最大允许结温Tj 为150度。
一般芯片最大允许结温是确定的。
所以，2N5551的允许壳温与允许功耗之间的关系为：Tc=150-P*83.3。
比如，假设管子的功耗为1W，那么，允许的壳温Tc=150-1*83.3=66.7度。
注意，此管子Tc =25℃时的最大允许功耗是1.5W，如果壳温高于25℃,功率就要降额使用。
规格书中给出的降额为12mW/度(0.012W/度）。
我们可以用公式来验证这个结论。
假设壳温为Tc，那么，功率降额为0.012*(Tc-25)。
则此时最大总功耗为1.5-0.012*(Tc-25)。
把此时的条件代入公式Tc=Tj- P*Rjc得出：Tc=150-(1.5-0.012*(Tc-25))*83.3，公式成立。
一般情况下没办法测Tj，可以经过测Tc的方法来估算Tj。
公式变为：Tj=Tc+P*Rjc同样以2N5551为例。
59第4章_8BJT热阻与最大功耗
半导体器件物理(1)4-4 BJT 最大功耗、二次击穿与安全工作区半导体器件物理(I)第4章BJT功率特性功率BJT 即使工作电流未超过发射极条长允许的最大电流值、同时工作电压也未超过击穿电压BV CEO ，但是如果功耗过大或者发生二次击穿，也会导致器件的烧坏。
半导体器件物理(I)第4章BJT功率特性1. BJT 功耗与结温(1) BJT 器件功耗包括：EB 结上功耗I E V BE由于串联电阻R E 很小，流过R B 上的电流I B 很小，R C 上压降远小于V CB 4-4 BJT 最大功耗、二次击穿与安全工作区一、BJT 热阻与最大功耗因此BJT 主要功耗为结上功耗：P C ≈I C V CB +I E V BE ≈I C V CE串联电阻R E 、R B 、R C 上功耗BC 结上功耗I C V CB半导体器件物理(I)第4章BJT功率特性1. BJT 功耗与结温(2) BJT 器件结温结上产生的功耗P C 将导致结温T j 上升4-4 BJT 最大功耗、二次击穿与安全工作区一、BJT 热阻与最大功耗称为热阻，反映了热传递的难易程度。
→结与环境之间存在温差，产生热的传导传递的热流P Td 正比于结温与环境温度之差(T j -T amb )：j amb Td j amb(T T )P式中：j amb半导体器件物理(I)第4章BJT功率特性1. BJT 功耗与结温(3)稳定结温T j稳定时，结温T j 达到稳定值保持不变，使得功耗P C 通过热流全部散发，即4-4 BJT 最大功耗、二次击穿与安全工作区一、BJT 热阻与最大功耗则结温达到稳定值为：C Td P =P j amb j amb(T T )j C j amb ambT P T 显然，对一定的功耗P C ，热阻越小，由于散发热量能力越强，结温越低。
半导体器件物理(I)第4章BJT功率特性2. 最高允许结温与最大功耗(1) BJT 最高允许结温T jmax器件内部温度过高，本征载流子浓度将急剧增加，使得掺杂浓度较低的区域接近成为本征半导体，导致器件性能变差甚至失去器件功能此外温度过高对器件的可靠性也会产生明显不利影响4-4 BJT 最大功耗、二次击穿与安全工作区一、BJT 热阻与最大功耗对Si 半导体器件，通常将控制在(150~200) ℃范围。
半导体电阻率随温度变化曲线
半导体电阻率随温度变化曲线
半导体是指导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，具有特殊的原子结构。
半导体的电阻率随温度的变化而变化，这一特性使得半导体材料在电子器件、光电子器件、热敏器件等领域有着广泛的应用。
半导体材料的电阻率与温度之间的关系可以通过半导体电阻率随温度变化曲线来表示。
这个曲线通常分为三个阶段：
第一阶段，温度很低时，半导体电阻率随着温度的升高而下降。
这是因为低温下，半导体材料中的载流子浓度较低，随着温度升高，载流子浓度增加，从而导致电阻率下降。
第二阶段，温度继续升高，半导体电阻率随温度升高而增大。
这是因为当温度达到一定程度时，半导体材料中的载流子受到激发，形成电子空穴对，导致电阻率增加。
第三阶段，温度继续升高，半导体电阻率随温度升高而降低。
这是因为高温下，载流子浓度增加，导电能力增强，从而导致电阻率下降。
根据半导体材料的不同，电阻率随温度变化曲线可能呈现不同的特点。
纯半导体的电阻率随温度变化曲线通常具有负温度系数，即随着温度升高，电阻率下降。
而掺杂半导体的电阻率随温度变化曲线则较为复杂，可能出现先下降后上升的趋势。
半导体电阻率随温度变化的特性使得半导体材料在热敏电阻、光敏电阻和压敏电阻等电子器件领域有着广泛的应用。
半导体器件功率和温升的关系-概述说明以及解释
半导体器件功率和温升的关系-概述说明以及解释1.引言引言部分是文章的开头，旨在引起读者的兴趣并介绍主题。
在概述部分，我们可以简要介绍半导体器件功率和温升的概念，并提出本文的目的和结构。
以下是1.1 概述部分的内容：概述在现代电子器件中，半导体器件功率和温升是一个不可忽视的问题。
随着电子技术的不断发展和应用领域的扩大，半导体器件的功率要求越来越高，而温升问题也愈发凸显。
两者之间的关系是一个重要的研究领域，在工程实践中具有重要的指导意义。
本文旨在探讨半导体器件功率和温升的关系，进一步分析功率和温升的原因和影响因素。
在文章中，我们将首先对半导体器件功率的定义和测量方法进行介绍，以便为后续分析做好准备。
然后，我们将深入探讨温升的原因和影响因素，包括器件结构、工作条件和散热设计等方面的影响。
最后，根据前面的研究和分析，我们将总结半导体器件功率和温升的关系，并进一步讨论和分析其影响因素。
通过深入研究和探讨半导体器件功率和温升的关系，我们可以更好地理解和管理半导体器件的功耗和温度问题，为电子器件的设计、制造和应用提供指导性的参考。
同时，对于优化半导体器件的功率和温升性能也具有重要的指导意义。
接下来，我们将在正文部分对半导体器件功率的定义和测量方法进行详细介绍。
1.2 文章结构本文将按照以下结构来进行讨论半导体器件功率和温升的关系。
首先，在引言部分，我们将对本篇文章的主题进行概述，简要介绍半导体器件功率和温升的关系，并明确文章的目的。
接下来，在正文部分，我们将分为两个小节进行讨论。
第一小节将着重介绍半导体器件功率的定义和测量方法。
我们将解释什么是半导体器件功率，在不同工作条件下如何测量功率以及常用的测量技术和仪器。
第二小节将探讨温升的原因和影响因素。
我们将介绍温升产生的原因，例如器件内部的功耗和热阻，以及外部环境对器件的影响。
同时，我们还将分析不同因素对温升的影响程度，探讨温升与功耗、材料特性等因素之间的关系。
半导体热阻问题深度解析(Tc,Ta,Tj,Pc)
不过要注意，热量在传导过程中，任何介质，以及任何介质之间，都有热阻的存在，当然热阻小时可以忽略。比如散热器面积足够大时，其与环境温度接近，这时就可以认为热阻为0。如果器件本身的热量就造成了周围环境温度上升，说明其散热片（有散热片的话）或外壳与环境之间的热阻比较大！这时，最简单的方法就是直接用Tc=Tj-P*Rjc来计算。其中Tc为壳温，Rjc为结壳之间的热阻。如果你Tc换成散热片(有散热片的话)表面温度，那么公式中的热阻还必须是结壳之间的加上壳与散热器之间的在加散热器本身的热阻！另外，如果你的温度点是以环境来取点，那么，想想这中间包含了还有哪些热路吧。比如，散热片与测试腔体内空气之间的热阻，腔体内空气与腔体外空气间的热阻。这样就比较难算了。
2、小功率半导体器件，比如小功率晶体管，小功率IC，一般使用时是不带散热器的。所以这时就要考虑器件壳体到空气之间的热阻了。一般厂家规格书中会给出Rja，即结到环境之间的热阻。（Rja=Rjc+Rca)。
同样以三级管2N5551为例，其最大使用功率1.5W是在其壳温Tc =25℃时取得的。假设此时环境温度恰好是25℃，又要消耗1.5W的功率，还要保证壳温也是25℃，唯一的可能就是它得到足够良好的散热！但是一般像 2N5551这样TO-92封装的三极管，是不可能带散热器使用的。所以，不带散热器的小功率半导体器件要用到的公式是Ta=Tj-P*Rja。一般小功率半导体器件的厂家会在规格书中给出Rja这个参数。
Ta=Tj-*P(Rjc+Rcs+Rsa)=Tj-P*Rja
半导体器件的热阻和散热器设计
Rtd =
T jm − Ta Pd
− Rt1 =
125 − 35 − 3 = 4.2°C / W 12.5
ΔT fa = T jm − Ta − Pd Rt1 = 125 − 35 − 12.5 X 3 = 52.5°C
可选用 SRZ105 型叉指式散热器。
注：散热片制成圆形或正方形时散热效果比较理想，若制成长方形则长宽比不要超过 2:1 器件尽量安装在散热板中心处， 如要求绝缘需加云母衬垫和绝缘套管， 也可选聚酯薄膜作绝 缘衬垫。散热片应尽量远离工频变压器、功率管等热源。 （本文主要摘自《新型单片开关电源的设计与应用》沙占友等编著 电子工业出版社 2001 年版 dwenzhao 整理）
图中给出铝板和铁板的曲线，板厚均为 2mm，散热板垂直放置，自然冷却，器件装在散热板中心位置。可 见，散热板的面积越大热阻越小，二者近似成反比，在相同表面积和厚度情况下，铝板的热阻较小，且其
密度仅为铁板的 1/3，又不易生锈，所以铝板性能优于铁板。紫铜板的散热性能更好，但密度大，价格高。
五、散热板的设计步骤：
=
T jm − Tam Pdd
− Rta
根据 Rtd 值查曲线确定散热板表面积：实际面积应留出 1/3 余量，并由面积确定外形尺寸 计算效率：总功率 P 为器件消耗 Pd 功率和输出功率 Po 之和 P=Pd+Po 效率：k=Po/P
六、成品散热器的选择：常见成品散热器有筋片式、叉指式两种
基本计算公式： Rtd
TO-220 S-7 3 10 62.5 7 1 1.8 7800 7900
TO-3 F-2 3 20 40 6 1 1.8 7800 7900
TO-66 F-1 3 10 50 6.5 1 1.8 78M00 79M00
mos 内阻 温度
MOS内阻与温度引言金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）是现代电子器件中最重要的元件之一。
它具有高速、低功耗和高集成度等优点，被广泛应用于数字电路、模拟电路和功率电子等领域。
在MOSFET的工作过程中，内阻和温度是两个重要的参数。
本文将深入探讨MOSFET的内阻与温度之间的关系。
MOSFET简介MOSFET是一种基于金属-氧化物-半导体结构的场效应管。
它由源极、漏极和栅极组成，栅极与源极之间通过氧化层隔离。
当栅极施加一定电压时，形成了栅电场。
栅电场控制了漏极和源极之间的电流，从而实现了MOSFET的放大和开关功能。
MOSFET内阻MOSFET的内阻是指漏极和源极之间的电阻。
它是MOSFET的一个重要参数，影响着其工作性能和功耗。
内阻越小，MOSFET的导通能力越强，功耗越低。
内阻的大小与多个因素有关，其中之一是温度。
在MOSFET工作时，由于电流通过导体会产生焦耳热，导致温度升高。
温度升高会导致导体的电阻增加，从而使得MOSFET的内阻增加。
温度对内阻的影响温度对MOSFET内阻的影响是一个复杂的过程。
一方面，温度升高会导致导体的电阻率增加，从而使得内阻增加。
另一方面，温度升高也会改变MOSFET的材料特性，如迁移率和载流子浓度等，进而影响内阻。
具体来说，温度升高会导致晶体管材料中的载流子浓度增加，这会减小内阻。
因为载流子浓度增加会增加电流的通道，从而减小电阻。
另外，温度升高还会导致晶体管材料中的迁移率下降，这会增大内阻。
因为迁移率下降会导致载流子在晶体管中移动的速度减慢，从而增大电阻。
综上所述，温度对MOSFET内阻的影响是一个综合考虑多个因素的过程。
在一定范围内，随着温度的升高，内阻可能会先减小后增大，达到一个最小值，然后随着温度的继续升高而增大。
MOSFET的温度特性为了更好地理解MOSFET的温度特性，我们可以通过实验来研究。
在实验中，我们可以测量MOSFET在不同温度下的内阻，并观察其变化趋势。
功率半导体器件的热阻介绍
功率半导体器件的热阻介绍功率半导体器件的故障率随结温的升高按照指数函数增加。
因此，使用功率半导体器件时，必须特别注意器件的温度。
为使器件正常工作，在设计电路时，应注意配置适当的散热器，保持器件的结温不超过允许值。
这样，不仅使器件能正常工作，也有利提高器件的使用效率和延长其寿命。
器件承受的最大结温，因材料而异。
对于锗半导体器件，一般为80~100℃；硅半导体器件，一般为150~200℃。
我国半导体器件厂目前的规定为：锗管最大允许结温Tjm＝90℃，硅管最大允许结温Tjm＝175℃。
如果偏置电路的热稳定性是够高，那么器件的允许耗散功率为：式中Pc—环境温度为Ta时的耗散功率；Rθj-a—管的结至环境的热阻(总热阻)。
在热稳定状态下，器件散热回路的热等效回路如下图所示。
图中，Rθj-c是结至壳热阻，Rθc-a是壳至环境热阻，Rθc-s是壳至散热器热阻(接触热阻)；Tj表示结温度，Tc表示管壳温度，Ts表示散热器温度，Ta表示环境温度。
从上图的热等效回路，很容易求出器件结至环境的总热阻为：由于Rθc-a比Rθj-c、Rθc-s和Rθs-a大得多，故热阻Rθc-a可略去，即认为全部热量都经散热器扩散出去，于是上式简化为：对于耗散功率小于1W的器件，可不安装散热器，这样总热阻为：器件结至壳热阻Rθj-c与芯片结构设计、材料、芯片和管座连接系统的组成及连接方法和几何参数有关。
在测量Rθj-c时，要设法使管壳温度保持恒定。
Rθj-c可由下式决定：接触热阻Rθc-s由管壳和散热器之间的接触状况决定。
当接触面不不整或接触面不光滑时，管壳和散热器之间就有缝隙，Rθc-s就会变大。
为了减小接触热阻，一般要求散热器表面的不平整度要小于0.025mm，表面的粗糙度要求较高。
为了解决由于散热器表面的不平整和不光滑所引起接触热阻增大问题，可以在接触面上涂以硅油，这样就可以使接触不上的地方由硅油来填平。
接触面上的硅油不仅能增大接触面，而且还能排除接触面之间的空气，再加上硅油本身又具有良好的导热性能，这样就可以大大地减小接触热阻Rθc-s。
芯片热阻公式
芯片热阻计算公式及影响因素
芯片热阻是一个重要的参数，用于描述芯片温度和功率之间的关系。
芯片热阻的计算公式为：R = (Tj - Ta) / P，其中R代表芯片热阻，Tj代表芯片的温度，Ta代表环境温度，P代表芯片的功率。
这个公式的解释是，当芯片消耗功率时，它会发热并引起温度升高。
这个温度升高量取决于芯片的功率和热阻。
热阻越大，相同功率下芯片的温升越小。
环境温度也会影响芯片的温度，因为低温有助于散热，而高温则会阻碍散热。
芯片热阻的影响因素很多，包括芯片的材料、结构、尺寸等。
例如，使用导热性能更好的材料可以降低热阻，而芯片尺寸的增加也会增加热阻。
因此，在设计和制造芯片时，必须仔细考虑这些因素，以确保芯片能够有效地散热，并保持较低的温度。
除了计算公式外，芯片热阻还有其他的概念和单位。
例如，热阻的单位是°C/W，表示每消耗1瓦功率时，芯片温度升高的摄氏度数。
此外，还有热导率的概念，它表示单位时间内传导的热量量，单位是W/m·°C。
热阻和热导率是相互关联的，热导率越高的材料，其热阻越低。
在实践中，芯片热阻的计算通常需要结合具体的芯片和电路设计情况。
设计师需要根据规格书或实测数据，确定芯片的功率、温度等参数，然后根据热阻公式计算出热阻值。
如果热阻值过高，可能需要采取一些散热措施，如加装散热片、风扇等，以保证芯片的正常运行。
总之，芯片热阻是芯片温度和功率之间的重要关系，计算公式为R = (Tj - Ta) / P。
了解芯片热阻的计算公式
和影响因素，可以帮助我们更好地设计和制造高效的芯片，并确保其正常运行。
(完整版)晶体管(或半导体)的热阻与温度、功耗之间的关系
晶体管(或半导体)的热阻与温度、功耗之间的关系为：Ta=Tj-*P(Rjc+Rcs+Rsa)=Tj-P*Rja下图是等效热路图：公式中，Ta表示环境温度，Tj表示晶体管的结温， P表示功耗，Rjc表示结壳间的热阻，Rcs表示晶体管外壳与散热器间的热阻，Rsa表示散热器与环境间的热阻。
Rja表示结与环境间的热阻。
当功率晶体管的散热片足够大而且接触足够良好时，壳温Tc=Ta，晶体管外壳与环境间的热阻Rca=Rcs+Rsa=0。
此时Ta=Tj-*P(Rjc+Rcs+Rsa)演化成公式Ta=Tc=Tj-P*Rjc。
厂家规格书一般会给出，最大允许功耗Pcm、Rjc及(或) Rja等参数。
一般Pcm是指在Tc=25℃或Ta=25℃时的最大允许功耗。
当使用温度大于25℃时，会有一个降额指标。
以ON公司的为例三级管2N5551举个实例：2N5551规格书中给出壳温Tc=25℃时的最大允许功耗是1.5W，Rjc是83.3度/W。
代入公式Tc=Tj- P*Rjc有：25=Tj-1.5*83.3可以从中推出最大允许结温Tj 为150度。
一般芯片最大允许结温是确定的。
所以，2N5551的允许壳温与允许功耗之间的关系为：Tc=150-P*83.3。
比如，假设管子的功耗为1W，那么，允许的壳温Tc=150-1*83.3=66.7度。
注意，此管子Tc =25℃时的最大允许功耗是1.5W，如果壳温高于25℃,功率就要降额使用。
规格书中给出的降额为12mW/度(0.012W/度）。
我们可以用公式来验证这个结论。
假设壳温为Tc，那么，功率降额为0.012*(Tc-25)。
则此时最大总功耗为1.5-0.012*(Tc-25)。
把此时的条件代入公式Tc=Tj- P*Rjc得出：Tc=150-(1.5-0.012*(Tc-25))*83.3，公式成立。
一般情况下没办法测Tj，可以经过测Tc的方法来估算Tj。
公式变为：Tj=Tc+P*Rjc同样以2N5551为例。
mos管功耗温度换算
mos管功耗温度换算摘要：1.简介2.MOS 管功耗的计算方法3.温度对MOS 管功耗的影响4.功耗与温度的换算关系5.结论正文：MOS 管（金属- 氧化物- 半导体场效应晶体管）广泛应用于各种电子设备中，如电源、放大器等。
在设计和使用MOS 管时，了解其功耗与温度之间的关系十分重要。
本文将详细介绍MOS 管功耗温度换算的相关知识。
首先，我们需要了解MOS 管功耗的计算方法。
MOS 管的功耗可以通过以下公式计算：P = C * V^2 / R其中，P 表示功耗，C 表示MOS 管的电容量，V 表示电压，R 表示电阻。
但在实际应用中，为了简化计算，常常采用另一种估算方法：P = A * V^2其中，P 表示功耗，A 表示MOS 管的导通电阻与栅源电压平方的乘积。
接下来，我们探讨温度对MOS 管功耗的影响。
随着温度的升高，MOS 管的导通电阻会减小，从而导致功耗增加。
这是因为高温会加速载流子运动，增加电流，从而产生更多的热量。
反之，低温则会使导通电阻增大，功耗降低。
为了更直观地了解功耗与温度的关系，我们可以通过实验测量得到它们之间的换算关系。
实验表明，功耗与温度的关系可以用以下公式表示：P(T) = P(T0) * (1 + A * (T - T0))其中，P(T) 表示温度为T 时的功耗，P(T0) 表示参考温度（如室温）时的功耗，A 表示温度系数，T 表示实际温度。
通过以上分析，我们可以得出结论：MOS 管的功耗受温度影响较大，随着温度的升高，功耗会增加。
因此，在设计和使用MOS 管时，应充分考虑温度对功耗的影响，以确保电子设备的稳定运行。
功率电阻表层温度
功率电阻表层温度（原创版）目录一、引言二、功率和电阻的关系三、电阻表层温度的影响因素四、如何测量电阻表层温度五、结论正文一、引言在电学领域，功率、电阻和温度是紧密联系的，它们之间的关系对于电子设备的运行和维护具有重要意义。
本文将探讨功率、电阻和表层温度之间的关系，并介绍如何测量电阻表层温度。
二、功率和电阻的关系功率是指单位时间内能量转换的速率，用公式表示为 P=UI，其中 P 代表功率，U 代表电压，I 代表电流。
根据欧姆定律，电阻 R 等于电压 U 与电流 I 的比值，即 R=U/I。
从这两个公式可以看出，功率与电阻成正比，即电阻越大，功率越大；电阻越小，功率越小。
三、电阻表层温度的影响因素电阻表层温度是指电阻表面的温度。
影响电阻表层温度的因素有以下几点：1.电流：根据焦耳定律，电流通过电阻时会产生热量，热量的大小与电流的平方成正比。
因此，电流越大，电阻表层温度越高；电流越小，电阻表层温度越低。
2.电阻值：电阻值越大，通过电阻的电流越小，产生的热量也越小；电阻值越小，通过电阻的电流越大，产生的热量也越大。
3.时间：电流通过电阻的时间越长，产生的热量越多，电阻表层温度越高；电流通过电阻的时间越短，产生的热量越少，电阻表层温度越低。
4.环境温度：环境温度对电阻表层温度也有影响。
当环境温度较高时，电阻表层温度相对较低；当环境温度较低时，电阻表层温度相对较高。
四、如何测量电阻表层温度测量电阻表层温度的方法有以下几种：1.接触式测温法：接触式测温法是利用热电偶、热敏电阻等温度传感器与电阻表面接触，通过测量传感器的输出信号来间接测量电阻表层温度的方法。
2.非接触式测温法：非接触式测温法是利用红外热像仪、激光测距仪等设备，通过测量电阻表面所辐射的红外辐射能量来间接测量电阻表层温度的方法。
3.计算法：根据电阻的功率和电流，可以计算出电阻表层温度。
具体计算公式为：温度=（功率×时间）/（电阻值×比热容）。
晶体管参数与温度的关系PPT课件
P
IF
+
–
内电场 外电场
N
内电场被 削弱，多子 的扩散加强， 形成较大的 扩散电流。
PN 结加正向电压时，PN结变窄，正向电流较 大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。
2. PN 结加反向电压（反向偏置） P接负、N接正
－ － － － － － － － － － － － － － － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + +
自由电子
本征半导体的导电机理 当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现 两部分电流 (1)自由电子作定向运动 电子电流 (2)价电子递补空穴 空穴电流 自由电子和空穴都称为载流子。 自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合。 在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡， 半导体中载流子便维持一定的数目。 注意： (1) 本征半导体中载流子数目极少, 其导电性能很差； (2) 温度愈高， 载流子的数目愈多,半导体的导电性 能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。
P
–
反向特性
外加电压大于反向击 穿电压二极管被击穿， 失去单向导电性。
根据半导体的物理原理，可从理论上分析得到PN 结的伏安特性的表达式，此式通常称为二极管方程， 即： U
I I S (e
UT
1)
IS为反向饱和电流
UT为温度的电压当量，在常温（300K）下， UT26mV。
当U>0时，且U>>UT,则电流I与U基本成指数关系。
导通 截止 若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零， 反向截止时二极管相当于断开。
功率管热阻
功率管热阻功率管热阻（Thermal Resistance of Power Transistors）是指功率管在工作过程中产生的热量与温度之间的关系，通常用来描述功率管的散热性能。
功率管是电子设备中常用的电子器件，用于控制和放大电信号。
由于功率管在工作时会产生大量的热量，散热不及时会导致器件温度过高，进而影响其正常工作甚至损坏。
功率管热阻的计算方法为：Rth = (Tj - Ta) / P其中，Rth表示热阻，Tj表示功率管的结温，Ta表示环境温度，P表示功率管的功耗。
该公式表明，功率管热阻是由功率管产生的热量和环境温度之间的差值除以功率管的功耗得出的。
知道了功率管热阻的计算公式，在设计和选择功率管时，我们需要考虑以下几个因素：1. 功率管的最大温度和环境温度：根据电路的工作环境和要求，我们需要确定功率管可以承受的最大温度和工作环境的温度范围。
这些信息将用于计算功率管的热阻。
2. 功率管的功耗：根据电路的功率需求和功率管的额定参数，我们可以确定功率管的功耗。
功耗越高，功率管产生的热量也就越大，热阻也相应增加。
3. 热设计：通过分析电路的散热布局和散热元件的选择，可以改善功率管的散热性能。
散热布局应考虑到功率管的位置，散热片的面积大小等因素，以提高散热效果，降低功率管的热阻。
值得注意的是，功率管的热阻并不是一个固定的数值，而是和工作条件相关的。
同一款功率管在不同的工作条件（如温度、功率等）下，其热阻也会有所不同。
因此，在实际设计中，我们需要根据具体的工作条件来计算功率管的热阻。
另外，为了提高功率管的散热性能，我们还可以采取一些措施，如增加散热片的面积、使用散热胶或散热膏提高散热效果、增加散热风扇等。
这些方法都可以降低功率管的热阻，提高散热效果，保证功率管正常工作。
总之，功率管热阻是功率管散热性能的重要参数，它可以帮助我们评估功率管的散热能力，并根据具体的工作条件来选择和设计合适的散热方案，确保功率管在工作过程中不会因为温度过高而受到损坏。
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晶体管(或半导体)的热阻与温度、功耗之间的关系为：
Ta=Tj-*P(Rjc+Rcs+Rsa)=Tj-P*Rja
下图是等效热路图：
公式中，Ta表示环境温度，Tj表示晶体管的结温， P表示功耗，Rjc表示结壳间的热阻，Rcs表示晶体管外壳与散热器间的热阻，Rsa表示散热器与环境间的热阻。
Rja表示结与环境间的热阻。
当功率晶体管的散热片足够大而且接触足够良好时，壳温Tc=Ta，晶体管外壳与环境间的热阻Rca=Rcs+Rsa=0。
此时Ta=Tj-*P(Rjc+Rcs+Rsa)演化成公式
Ta=Tc=Tj-P*Rjc。
厂家规格书一般会给出，最大允许功耗Pcm、Rjc及(或) Rja等参数。
一般Pcm是指在Tc=25℃或Ta=25℃时的最大允许功耗。
当使用温度大于25℃时，会有一个降额指标。
以ON公司的为例三级管2N5551举个实例：
2N5551规格书中给出壳温Tc=25℃时的最大允许功耗是1.5W，Rjc是83.3度/W。
代入公式Tc=Tj- P*Rjc有：25=Tj-1.5*83.3可以从中推出最大允许结温Tj 为150度。
一般芯片最大允许结温是确定的。
所以，2N5551的允许壳温与允许功耗之间的关系为：Tc=150-P*83.3。
比如，假设管子的功耗为1W，那么，允许的壳温Tc=150-1*83.3=66.7度。
注意，此管子Tc =25℃时的最大允许功耗是1.5W，如果壳温高于25℃,功率就要降额使用。
规格书中给出的降额为12mW/度(0.012W/度）。
我们可以用公式来验证这个结论。
假设壳温为Tc，那么，功率降额为0.012*(Tc-25)。
则此时最大总功耗为1.5-0.012*(Tc-25)。
把此时的条件代入公式Tc=Tj- P*Rjc得出：Tc=150-(1.5-0.012*(Tc-25))*83.3，公式成立。
一般情况下没办法测Tj，可以经过测Tc的方法来估算Tj。
公式变为：
Tj=Tc+P*Rjc
同样以2N5551为例。
假设实际使用功率为1.2W，测得壳温为60℃，那么，Tj=60+1.2*83.3=159.96此时已经超出了管子的最高结温150度了！
按照降额0.012W/℃的原则，60℃时的降额为(60-25)*0.012=0.42W，
1.5-0.42=1.08W。
也就是说，壳温60℃时功率必须小于1.08W，否则超出最高结温。
假设规格书没有给出Rjc的值，可以如此计算：Rjc=(Tj-Tc)/P，如果也没有给出Tj数据，那么一般硅管的Tj最大为150℃。
同样以2N5551为例。
知道25度时的功率为1.5W，假设Tj为150，那么代入上面的公式：
Rjc=(150-25)/1.5=83.3℃/W，恰好等于规格书给出的实际热阻。
如果厂家没有给出25℃时的功率。
那么可以自己加一定的功率加到使其壳温达到允许的最大壳温时（比如民品级的器件为70℃），再把数据代入：
Rjc=(Tjmax-Tcmax)/P。
有给Tj最好，没有时，一般硅管的Tj取150℃。
我还要作一下补充说明。
一、可以把半导体器件分为功率器件和小功率器件。
1、(大)功率器件的额定功率一般是指带散热器时的功率，散热器足够大时且散热良好时，可以认为其外壳到环境之间的热阻为0，所以理想状态时壳温即等于环境温度。
功率器件由于采用了特殊的工艺，所以其最高允许结温有的可以达到175℃。
但是为了保险起见，一律可以按150℃来计算。
适用公式：
Ta=Tc=Tj-P*Rjc。
设计时，Tj最大值为150℃，Rjc已知，假设环境温度也确定，根据壳温即等于环境温度，那么此时允许的P也就随之确定。
2、小功率半导体器件，比如小功率晶体管，小功率IC，一般使用时是不带散热器的。
所以这时就要考虑器件壳体到空气之间的热阻了。
一般厂家规格书中会给出Rja，即结到环境之间的热阻。
（Rja=Rjc+Rca)。
同样以三级管2N5551为例，其最大使用功率1.5W是在其壳温Tc =25℃时取得的。
假设此时环境温度恰好是25℃，又要消耗1.5W的功率，还要保证壳温也是25℃，唯一的可能就是它得到足够良好的散热！但是一般像2N5551这样TO-92封装的三极管，是不可能带散热器使用的。
所以，不带散热器的小功率半导体器件要用到的公式是Ta=Tj-P*Rja。
一般小功率半导体器件的厂家会在规格书中给出Rja这个参数。
2N5551的Rja厂家给的值是200℃/W。
已知其最高结温是150℃，环境温度为25℃时，求允许的功耗，可以把上述数据代入Ta=Tj-P*Rja,得:25=150-P*200,从而得到，P=0.625W。
事实上，规格书中就是0.625W。
因为2N5551不会加散热器使用，所以我们平常说的2N5551的功率是0.625W而不是1.5W！
还有要注意，SOT-23封装的晶体管其额定功率和Rja数据是在焊接到规定的焊盘（有一定的散热功能）上时测得的。
3、大功率晶体管的额定功率一般是指带散热器散热器足够大时且散热良好时的功率。
有时应用中大功率晶体管不带散热器来使用，那么此时其最大功率如何求呢？
以ON公司的BU406为例。
BU406的额定功率为60W(Tc=25℃)。
BU406的Rja为70℃/W，最大结温为150℃。
由Ta= Tj-P*Rja变形为P=(Tj-Ta)/Rja，把上述数据代人此公式可得，P=(150-Ta)/70。
比如环境温度为25℃时，其最大允许功耗为P=(150-25)/70=1.786W。
如果机器的最高使用温度为70℃，此时最大允许功耗为P=(150-70)/70=1.14W。
可见，尽管BU406的额定功率为60W，但是如果不加散热片使用，其在常温下时的功率不过才1.786W！
Maximum Recurrent Peak Reverse Voltage = 最大反向峰值电压
Maximum RMS（均方根）vltage = 最大反向有效值电压
反激式变换器当开关管导通时，能量存储在励磁电感与漏感中，当开关管截止时，存储在励磁电感的能量传递到副边，而漏感中的能量无法传递到副边，而是损耗在开关管和RCD箝位电路上。
开关管S关断时，原边电流给开关管的寄生电容C S 充电，此时副边二极管D截止，如图2 a)所示。
当开关管寄生电容C S两端电压为V in时，开关管S截止，副边二极管D导通，副边电压反射到原边电压V OR，原边漏感电流瞬间给C S充电，同时对箝位电容C 1充电，如图2 b)所示
当漏感L S中能量完全释放后箝位电容C 1充电完毕，此时二极管D1截止，电容C 1、电阻R 1构成回路，存储在电容中的能量通过箝位电阻消耗掉，此时开关管S 截止，如图2 c)所示
当开关管S导通时，C 1继续通过R 1放电，副边二极管D截止，如图2 d)所示。