了解 MOSFET 數(shù)據(jù)表，熱阻抗相關(guān)內(nèi)容

關(guān)于 FET 數(shù)據(jù)表的問題，尤其是熱信息表中的那些參數(shù)，大家不一定知道有什么作用。這就是為什么今天，我想解決數(shù)據(jù)表中結(jié)到環(huán)境熱阻抗和結(jié)到外殼熱阻抗的參數(shù)，這似乎是造成很多混亂的原因。

首先，讓我們準(zhǔn)確定義這些參數(shù)的含義。在熱阻抗方面，很難在 FET 行業(yè)內(nèi)找到這些參數(shù)命名的一致性——有時(shí)甚至在同一家公司內(nèi)也是如此。為了這篇文章，我將使用圖 1 和表 1 中定義的參數(shù)。如果您認(rèn)為熱流類似于電流，那么很容易想象出熱量可以從所示結(jié)或芯片消散的電阻網(wǎng)絡(luò)在圖 1 中。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的總和就是我們所說的器件的結(jié)到環(huán)境熱阻抗 (R θJA )。

用公式 1 進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，R θJA是通過封裝頂部到周圍環(huán)境和通過封裝底部，然后通過印刷電路板 (PCB) 的阻抗的并行總和：

在總計(jì)為 R θJA的四個(gè)參數(shù)中，FET 本身僅規(guī)定了兩個(gè)：R θJB和 R θJT。因?yàn)閷?shí)際上通過 PCB 散熱要容易得多，所以 R θJB + R θBA通常遠(yuǎn)小于 R θJT + R θTA，您可以忽略等式 1 中的后一項(xiàng)。該器件采用 DualCool? 封裝或外露金屬頂部。典型 R θJT對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的 5mm×6mm 四方扁平無引線 (QFN) 封裝，其溫度約為 12-15?C/W，但您可以使用裸露金屬頂部和技術(shù)將其降低到 2-3?C/W這使硅芯片更靠近封裝的頂部。然而，所有這些都是徒勞的，除非您采用某種技術(shù)來降低 R θTA，例如在設(shè)備上安裝散熱器或管理氣流。）

當(dāng) FET 供應(yīng)商在數(shù)據(jù)表中討論結(jié)殼熱阻抗 (R θJC ) 時(shí)，雖然從技術(shù)上講他們可能指的是 R θJB或 R θJT，但您通常可以假設(shè)他們?cè)谡務(wù)?/span> R θJB。

圖 1：硅結(jié)和周圍環(huán)境之間的電阻網(wǎng)絡(luò)

因?yàn)?/span> R θBA完全取決于電路板條件（PCB 尺寸、銅厚度、層數(shù)），所以在不知道 R θBA的情況下不可能知道總 R θJA。無論如何，R θBA將是決定 R θJA的主要阻抗。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于精心設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，它可以高達(dá) 40 ? C/W，一直到 ~10 ? C/W。FET 供應(yīng)商只能保證 R θJC，但通常他們會(huì)為最壞的情況提供一些 R θJA 。例如，晶體管外形 (TO)-220 或 TO-263 (D2PAK) 數(shù)據(jù)表列出了測量的 R θJA將設(shè)備懸浮在空氣中（參見圖 2）。另一方面，QFN 器件是在 1 英寸銅和最小銅最小銅板上測量的（見圖 3）。數(shù)據(jù)表中提供的最大值和圖 3 所示的最大值比表征中測量的值高 25%。因?yàn)樗鼈儙缀跬耆蕾囉诜庋b與周圍電路板的相互作用，而較少依賴于芯片尺寸或器件內(nèi)部的熱力學(xué)，所以它們或多或少是給定封裝的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

圖 2：懸空的 TO-220 器件用于 R θJA測量

圖 3：小外形無引線 (SON) 5mm x 6mm R θJA測量值，如器件數(shù)據(jù)表中所示

我可以再寫 13 頁來詳細(xì)闡述這些價(jià)值觀，但由于 Darvin Edwards 以出色的應(yīng)用筆記擊敗了我，我將把你重定向到那里。

此外，請(qǐng)查看 Manu Balakrishnan 對(duì)這些熱參數(shù)的類似細(xì)分（第 1部分和第 2 部分），特別是關(guān)于它們?nèi)绾螢闊嵝阅苤陵P(guān)重要的電動(dòng)工具選擇正確的 FET。