熱阻資料：熱阻和熱特性參數的定義 - 電源設計技術資訊網站

重點: ・熱阻和熱特性參數在JEDEC標準的JESD51中進行了定義。

・每種熱阻和熱特性參數均有對應的基本用途，計算時使用相應的熱阻和熱特性參數進行計算。

首頁 基本知識 熱設計 電子裝置中半導體元件的熱設計 熱阻資料：熱阻和熱特性參數的定義 2021.10.13熱設計 熱阻資料：熱阻和熱特性參數的定義 電子裝置中半導體元件的熱設計 重點: ・熱阻和熱特性參數在JEDEC標準的JESD51中進行了定義。

・每種熱阻和熱特性參數均有對應的基本用途，計算時使用相應的熱阻和熱特性參數進行計算。

本文將介紹上一篇文章中提到的實際熱阻資料θJA和ΨJT的定義。

θJA和ΨJT的定義 先溫習一下上一篇中的部分內容：  ・θJA（℃/W）：Junction-周圍環境間的熱阻  ・ΨJT（℃/W）：Junction-封裝上表面中心間的熱特性參數 為了便於具體理解這兩個概念，下面給出了表示θJA和ΨJT的示意圖。

θJA是從Junction到周圍環境之間的熱阻，存在多條散熱路徑。

ΨJT是從Junction到封裝上表面中心的熱特性參數。

此外，還定義了Junction與封裝上表面之間的熱阻θJC-TOP和Junction與封裝下表面之間的熱阻θJC-BOT，如下圖所示。

請注意，θJC-TOP和ΨJT之間存在細微差別，即“封裝上表面”和“封裝上表面中心”的差異。

這些均在JEDEC標準的JESD51中進行了定義。

下表中匯總了每種概念的定義、用途及計算公式。

符號 定義 用途 計算公式 θJA Junction與周圍環境間的熱阻。

※1 形狀不同的封裝之間的散熱性能比較。

θJA=(TJ–TA)/P ΨJT 表示相對於器件整體的功耗P的、結點與封裝上表面中心之間的溫度差的熱特性參數。

估算在實際應用產品（實際散熱環境）中的Junction溫度。

ΨJT=(TJ–TT)/P θJC-TOP Junction與封裝上表面之間的熱阻。

散熱路徑僅在封裝的上表面，其他位置均為隔熱狀態。

用於熱傳導、熱流體類比等。

也適用於熱阻網路法。

θJC-TOP=(TJ–TC-TOP)/P θJC-BOT Junction與封裝下表面之間的熱阻。

散熱路徑僅在封裝的下表面，其他位置均為隔熱狀態。

用於熱傳導、熱流體類比等。

也適用於熱阻網路法。

θJC-BOT=(TJ–TC-BOT)/P ※1：環境溫度（TA）是指不受測試物件器件影響的位置的周圍環境溫度。

在發熱源的邊界層的外側。

※2：θJA和ΨJT是實際安裝在JEDEC電路板上時的資料。

※3：θJC-TOP和θJC-BOT根據JESD51-14（TDI法）標準測試。

JEDECJESD51 JEDEC標準 Junction溫度 Tjmax θja θJC-BOT θJC-TOP ΨJT 接合面溫度 散熱 熱估算 熱對策（散熱措施） 熱計算 熱設計 熱設計最佳化 熱設計標準 熱設計評估 熱阻 熱阻參數 熱阻資料 發熱密度 設計品質 熱阻資料：實際的資料範例 SiC功率元件 基礎篇 前言 前言 何謂SiC（碳化矽）？ 何謂碳化矽﹙SiliconCarbide﹚ SiC功率元件的開發背景和優點 SiC蕭基特二極體 所謂SiC-SBD－特徵以及與Si二極體的比較 所謂SiC-SBD－與Si-PND的反向恢復特性比較 所謂SiC-SBD－與Si-PND的正向電壓比較 所謂SiC-SBD－SiC-SBD的發展歷程 所謂SiC-SBD－使用SiC-SBD的優勢 所謂SiC-SBD－關於可靠性試驗 何謂SiC-MOSFET SiC-MOSFET的特長 功率電晶體的結構與特長比較 所謂SiC-MOSFET－與Si-MOSFET的區別 與IGBT的區別 何謂SiC-MOSFET－本體二極體的特性 何謂SiC-MOSFET－溝槽結構SiC-MOSFET與實際產品 何謂SiC-MOSFET－SiC-MOSFET的應用實例 何謂SiC-MOSFET－SiC-MOSFET的可靠性 全SiC功率模組 所謂全SiC功率模組 全SiC功率模組的切換損耗 運用要點 閘極驅動　其1 閘極驅動　其2 緩衝(Snubber)電容 應用要點 專用閘極驅動器和緩衝(Snubber)模組的效果 支援工具 全SiC模組損耗模擬器 總結 總結 応用編 SiCMOSFET：橋式結構中Gate-Source電壓的動作 前言 SiCMOSFET的橋式結構 SiCMOSFET的閘極驅動電路和Turn-on/Turn-off動作 橋式電路切換產生的電流和電壓 低側切換導通時的Gate-Source間電壓的動作 低側切換關斷時的Gate-Source間電壓的動作 總結 SiCMOSFET：閘極-源極電壓的突波抑制方法 什麼是閘極－源極電壓產生的突波？ 突波抑制電路 正電壓突波對策 負電壓突波對策 Si功率元件 評估篇 透過雙脈衝測試評估MOSFET的反向恢復特性 什麼是雙脈衝測試？ 透過雙脈衝測試評估反向恢復特性 誤啟動的發生機制 總結 相移全橋電路的功率轉換效率提升 PSFB電路的基本結構 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開關電源產生的雜訊 雜訊對策 雜訊對策步驟 開關電源雜訊對策的基礎知識 開關電源的輸入濾波器 使用電容降低雜訊 電容的頻率特性 使用電容的雜訊對策 去耦電容的有效使用方法　要點1 去耦電容的有效使用方法　要點2 去耦電容的有效使用方法　其他注意事項 去耦電容的有效使用方法　總結 使用電感降低雜訊 電感的頻率特性 使用電感和鐵氧體磁珠降低雜訊的對策 使用共模濾波器降低雜訊的對策 注意點:串擾、GND線反彈雜訊 小結 總結 EMC基礎－總結 AC/DC 基礎篇 AC/DC基本知識 AC/DC基本知識 轉換方式 所謂開關方式 變壓器方式和開關方式的比較 平滑後DC/DC轉換(穩定化)的方式 所謂線性穩壓器 所謂返馳式 平滑後DC/DC轉換(穩定化)的方式 所謂順向式 所謂Buck(降壓、非絕緣)方式 設計AC/DC轉換電路的設計步驟(概要) 設計AC/DC轉換電路的設計步驟(概要) 確定要求規格 選擇控制(電源)IC 決定設計、周邊零件 試作、評估 量產設計、評估、出貨檢查 設計AC/DC轉換電路時的課題和討論事項 設計AC/DC轉換電路時的課題和討論事項 零件構成vs.電源IC 效率 小型化-零件數量、零件尺寸 保護功能 認證、規範等 總結 總結 設計篇 採用AC/DCPWM方式的返馳式轉換器設計方法 採用AC/DCPWM方式的返馳式轉換器設計方法概要 所謂隔離型返馳式轉換器 絕緣型返馳式轉換器的基本概念 所謂開關AC/DC轉換 所謂反馳式轉換器的特徵 返馳式轉換器的運轉和緩衝 所謂不連續模式和連續模式 設計步驟 決定電源規格 選擇設計上所使用的IC 設計絕緣型返馳式轉換器電路 設計變壓器（算出數值） 設計變壓器（設計構造）－之1 設計變壓器（設計構造）－之2 決定主要零件－MOSFET相關之1 決定主要零件－MOSFET相關之2 決定主要零件－CIN和緩衝電路 決定主要零件−輸出整流器和Cout 決定主要零件−IC的VCC相關 決定主要零件−設定IC、其他 EMI對策和輸出雜訊對策 機板配線範例 彙整 非隔離型降壓轉換器的設計案例 AC/DC　非隔離型降壓轉換器的設計案例概要 何謂降壓轉換器－基本工作及非連續模式和續模式 電源IC的選擇和設計案例 主要元件的選型 輸入電容C1與VCC用電容C2 主要零件的選型 電感L1 電流檢測電阻R1 輸出電容C5 輸出整流二極體D4 EMI對策 安裝PCB板佈局與總結 使用SiC-MOSFET的隔離型準諧振轉換器的設計案例 前言 設計中使用的電源IC 專為SiC-MOSFET最佳化 設計案例電路 變壓器T1的設計　其1 變壓器T1的設計　其2 主要零件的選型 MOSFETQ1 輸入電容和平衡電阻 用來設定過負載保護點切換的電阻 電源IC的VCC相關零件 電源IC的BO（Brown-out）引腳相關零件 緩衝電路相關零件 輸出整流二極體 輸出電容、輸出設定及控制零件 MOSFET閘極驅動調整電路 電流檢測電阻及各種檢測用引腳相關零件 EMI及輸出雜訊對策零件 PCB板佈局範例 案例中的電路和零件清單 評估結果 效率和切換波形 小結 提高AC/DC轉換器效率的二次側同步整流電路設計 前言 設計步驟 用於設計的IC 電源規格和替代電路 同步整流電路部分 同步整流用MOSFET的選型 電源IC的選擇 週邊電路零件的選擇－DRAIN引腳的D1、R1、R2 週邊電路零件的選型－MAX_TON引腳的C1、R3以及VCC引腳 分流穩壓器電路部分 週邊電路零件的選擇 故障排除(TroubleShooting)① 當二次側MOSFET立即關斷時 故障排除(TroubleShooting)② 當二次側MOSFET在輕載時因諧振動作而導通時 故障排除(TroubleShooting)③ 當VDS2受突波影響超過二次側MOSFET的VDS耐壓時 二極體整流和同步整流的效率比較 安裝PCB板佈局相關的注意事項 總結 評估篇 評估絕緣型返馳式轉換器的性能和確認重點 所謂隔離型返馳式轉換器的性能評估和檢查要點 評估性能範例中所使用電源IC的概要和應掌握的特色 評估性能範例的設計目標和電路 使用評估用機板評估性能 測量方法和結果 重要確認重點 MOSFET的VDS和IDS、輸出整流二極體的耐壓 變壓器的飽和 Vcc電壓 輸出暫態響應和輸出電壓的波形 測量溫度和損耗 鋁質電解電容 總結 DC/DC 基礎篇 線性穩壓器的基礎 線性穩壓器的基礎 線性穩壓器的工作原理 線性穩壓器的分類 線性穩壓器的電路構造和特徵 優點和缺點、應用 線性穩壓器的重要規格 效率和熱計算 開關穩壓器的基礎 開關穩壓器的基礎 開關穩壓器的種類 優點和缺點、與線性穩壓器之比較 降壓型開關穩壓器的工作原理 補充－同步整流降壓轉換器工作時的電流路徑 同步整流型和非同步整流型的不同 同步整流式輕負載時之效率改善功能 控制方式（電壓模式、電流模式、遲滯控制） 保護功能／序列功能 開關頻率的考慮點 Vin低於Vout時的動作 補充－保護功能:輸出預偏置保護 總結 總整理 設計篇 DC/DC轉換器之電感和電容的選擇 DC/DC轉換器之電感和電容的選擇概要 降壓轉換器的基本工作 電感的選擇 輸出電容的選擇 輸入電容的選擇 總整理 補充－輸入電容的選型 配置DC/DC轉換器的機板電路 DC/DC轉換器的機板電路配置概要 降壓轉換器運轉時的電流路徑 開關節點的振鈴 輸入電容和二極體的配置 電感的配置 散熱孔的配置 輸出電容的配置 反饋路徑的配線 接地 銅箔的阻抗﹙resistance﹚和電感﹙inductance﹚ 雜訊對策 拐角佈線、傳導雜訊、輻射雜訊 緩衝電路、自舉電阻、閘極電阻 小結 升壓型DC/DC轉換器的PCB佈局 PCB佈局設計的重要性 升壓型DC/DC轉換器的電流路徑 安裝PCB板佈局的步驟 輸入電容的配置 電感的配置 輸出電容和續流二極體的配置 散熱孔的配置 回饋路徑的佈線 接地 同步整流型的佈局 銅箔的電阻和電感 拐角佈線與雜訊之間的關係 總結 評估篇 開關式穩壓器的特性和評估方法 開關式穩壓器之特性和評估方法概要 開關式穩壓器的基本 開關式穩壓器的種類 降壓運作原理 同步式和非同步式的不同 自舉式電路 輸出反饋控制方式 PWM和PFM 重要特性－IC規格 重要特性－電源特性 電源IC數據表的解讀法 封面、方塊圖、絕對最大額定和建議工作條件 電氣特性的關鍵 特性圖、波形的看法 應用電路例 零件選擇 輸入等價電路 消耗功率 開關式穩壓器的評估 輸出電壓 負載調整率 負載暫態響應之檢討、測量方法 電感電流之測量 效率之測量 損耗探討 前言 定義和發熱 同步整流降壓轉換器的損耗 同步整流降壓轉換器的傳導損耗 同步整流降壓轉換器的開關損耗 同步整流降壓轉換器死區時間的損耗 同步整流降壓轉換器的控制IC功率損耗 同步整流降壓轉換器的閘極電荷損耗 電感的DCR帶來的傳導損耗 電源IC的功率損耗計算範例 損耗的簡單計算方法 封裝選型時的熱計算範例1 封裝選型時的熱計算範例2 損耗因素 探討透過提高切換頻率來實現小型化時的注意事項 探討高輸入電壓應用時的注意事項 探討高輸出電流應用時的注意事項　其1 探討高輸出電流應用時的注意事項　其2 小結 応用編 LDO線性穩壓器的並聯 何謂LDO線性穩壓器的並聯 使用二極體並聯LDO 使用鎮流電阻並聯LDO 總結 線性穩壓器的簡易穩定性優化方法 階躍響應法 階躍響應波形範例 階躍回應波形和相關零件常數 使用通用電源IC實現電源時序控制的電路 使用通用電源IC實現電源時序控制的電路 電源時序規格① 電源時序規格及控制電路方塊圖 馬達 基礎篇 馬達和馬達驅動概述 前言－馬達驅動器所要求的四大要點 馬達的種類與分類 各領域的馬達驅動系統概述 小型馬達的結構 馬達的旋轉原理和發電原理 馬達的旋轉原理 馬達的發電原理 有刷直流馬達 有刷馬達的結構 旋轉原理 發電原理 短路制動 有刷直流馬達的特性 使用H橋電路驅動有刷直流馬達 原理 H橋電路的有刷直流馬達驅動:高側電壓線性控制 H橋電路的有刷直流馬達驅動:輸出狀態的切換 BTL放大器電路的有刷直流馬達驅動 線性電壓驅動 BTL功放電路的有刷直流馬達驅動 線性電流驅動 使用PWM輸出方式驅動有刷直流馬達 PWM驅動的原理 PWM驅動時的電流再生方法 H橋電路PWM驅動 H橋定電流驅動 BTL放大器輸入形式驅動 單切換電路驅動、半橋電路驅動 有刷直流馬達的驅動電路　總結 步進馬達 步進馬達的結構 傳送函數 DC/DC轉換器：對各控制系統轉移函數的共通化 前言 前言 何謂轉移函數 所謂傳遞函數－傳遞函數和匯出的基本概念 所謂傳遞函數－克希荷夫定律和阻抗 所謂傳遞函數－頻率特性 何謂放大器的轉移函數 誤差放大器、電壓放大器、電流放大器之轉移函數的導出 放大器的轉移函數:放大器的虛短路﹙Virtualshort﹚ 斜率的轉移函數 電壓模式的轉移函數 電流模式的考察 電流模式的轉移函數及各模式的總整理 電流模式Fm的導出 次諧波振動的理論解析 補償三角波的斜率須為下斜率1/2以上的理由 所謂開關的傳遞函數 基礎降壓模式轉移函數的導出 狀態平均法 狀態平均法－靜態解析 狀態空間平均法－動態分析 狀態空間平均法－換個角度看 各轉換器的轉移函數 前言 降壓轉換器的匯出示例 升壓轉換器的導出例 升降壓轉換器的傳遞函數匯出範例　其1 升降壓轉換器的傳遞函數匯出範例　其2 開關的啟動阻抗對傳遞函數的影響 總結 總結 關鍵字 EMS MOSFET 馬達驅動器 馬達驅動 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