Nexperia在数据手册中如何定义热参数

半导体器件数据手册中的“热特性”部分包含了该器件在不同参考点和工作条件下的热特性信息。因此，设计人员需了解各个参数的含义，确保电路安全可靠地工作，特别是有些器件制造商还会对这些参数做出不同的规定。本文主要介绍Nexperia在数据手册中如何定义热参数。

更深入地了解热阻

热阻Rth是一个稳态参数，表示在直流条件下耗散一定功率时器件产生的热量，单位为开尔文/瓦或摄氏度/瓦。因为热阻描述的是温差，所以两种单位是一样的。下标j-x表示从结到参考点的温差，即图1中典型夹片粘合封装器件横截面的主要热流通道。
 

Nexperia用两个不同的热阻参数来描述其器件的热特性。第一个参数是从器件的结到周围环境(j-a)的温差，第二个参数是从结到阴极的焊点(j-sp)的温差（图1）。

图中还显示了从结到外壳顶部的次要热通道，在考虑带顶部散热封装（如CCPAK12）时也应考虑该通道。另一方面，PCB上表面贴装器件(SMD)的主要热通道位于结到焊点之间。因此，根据Rth(j-a)比较来自不同供应商的封装时，应同时考虑PCB类型和管脚尺寸等参数，这些参数也会对Rth(j-a)产生重大影响。为了便于说明，表1显示了Nexperia的PMEG45T20EXD-Q 45 V、2 A Trench肖特基势垒整流二极管在直流条件下的热特性。
Rth(j-sp)表征了从结通过引脚框架到阴极焊盘片上焊点的热传输。因此，它不受所选PCB类型或管脚尺寸的影响，无需说明贴装位置。
 

防止热失控

图2为使用红外摄像机捕获的两张PMEG45T20EXD二极管热成像，其连续功耗为1.07 W。一张为标准封装，另一张使用了1 cm²散热片。散热片的优势显而易见。热平衡期间温差超过30℃。请注意，红外摄像机仅捕获顶部温度，因此实际结温会高于所示值。

当二极管内因漏电流而产生的反向功率损耗超过封装可以耗散的热量时，二极管就会失效，这种现象被称为“热失控”。为避免发生这种情况，功耗应遵循以下公式：

动态热特性

热阻Rth描述的是稳态特性，热阻抗Zth则用于表示器件的动态热特性。图3为PMEG45T20EXD-Q的相关图像。Zth(j-x)是一个动态参数，在图中与不同占空比的脉冲持续时间构成函数关系。占空比0表示单脉冲操作，占空比1表示直流操作。 
 

该图显示，器件在小占空比或短脉冲下可以承受更大的功耗，以下等式描述了指定功耗下结温的升高情况，其中Pdiss为二极管消耗的功率：

Zth(j-x)表示器件如何响应瞬态热事件，并在长脉冲下收敛至热阻Rth。在稳态条件下，上式为：

总结

热阻是半导体制造商常在其器件数据手册的“热特性”部分中使用的参数。本文说明了Nexperia如何提供有关该参数的更多详细信息，以帮助设计人员在电路中实现更出色的热性能。更多详细信息，请关注中芯巨能网站：www.icanic.cn