日期: 2010 年 9 月 29 日

IC 溫度愈來愈高, 我也整理一下相關的名詞.

使用者最關心的是 IC 表面的溫度, 摸了熱不熱? 要不要散熱片? 要不要風扇? 因此, 先從 IC 表面的溫度談起. 它的代號是 T_c(c means case). IC 核心溫度代號 T_j (j means P-N junction). 最後是被 IC 加熱後的環境溫度 T_a.

首先固定住 T_a , 而 T_c 和 T_j 對 的 T_a 關係可以全部以溫度為單位來表示. 假設 T_a = 70ºC 吧! 在這個環境溫度之下, 我們找出一個 溫度 = f(消耗功率)  = 消耗功率*熱阻 = W * θja = V*A*θja =  V*A*(θjc+θca) 的函數. 那麼知道消耗功率W、熱阻θ, 就會知道 IC 的核心和外表到底能有多燙!

熱阻可以用 θja = θjc+θca 表示. 和串連的電阻一樣, 可以一段段地加起來. Junction to ambient = junction to case + case to ambient.

熱阻當然是隨著材料而變 的, 它是可查表查出來的係數, 包括θja、θjc 和 θca. 

舉例來說, 若 IC 的功耗 2W, θca = 50 ℃/W, θja = 60 ℃/W

Tj =  2W * 60 °c /w + 70°c  = 190°C > 150°C

Tc = 2W * 50°c /w+ 70°c = 170°C

一般塑膠包裝的IC, 所允許最大P-N接面溫度是150°C, 所以在這種 θca 的封裝下, 2W 就太燙了.

另外, 本例中 θjc 的值相當小, 這表示 IC 的外表和核心的溫度差異不會太大. 也就是熱阻愈小, 愈容易傳熱. 我們若使用好的散熱片, 希望它很會傳熱, 那麼熱阻應該要很小. 這樣可以很快拉近熱源表面和環境的溫度.

[ref]

1.  電源問題

2.  温度对ic的影响