了解 MOSFET 数据表，热阻抗相关内容

[导读]关于 FET 数据表的问题，尤其是热信息表中的那些参数，大家不一定知道有什么作用。这就是为什么今天，我想解决数据表中结到环境热阻抗和结到外壳热阻抗的参数，这似乎是造成很多混乱的原因。首先，让我们准确定义这些参数的含义。在热阻抗方面，很难在 FET 行业内找到这些参数命名的一致性——有时甚至在同一家公司内也是如此。为了这篇文章，我将使用图 1 和表 1 中定义的参数。如果您认为热流类似于电流，那么很容易想象出热量可以从所示结或芯片消散的电阻网络在图 1 中。这个网络的总和就是我们所说的器件的结到环境热阻抗 (R θJA )。

关于 FET 数据表的问题，尤其是热信息表中的那些参数，大家不一定知道有什么作用。这就是为什么今天，我想解决数据表中结到环境热阻抗和结到外壳热阻抗的参数，这似乎是造成很多混乱的原因。

首先，让我们准确定义这些参数的含义。在热阻抗方面，很难在 FET 行业内找到这些参数命名的一致性——有时甚至在同一家公司内也是如此。为了这篇文章，我将使用图 1 和表 1 中定义的参数。如果您认为热流类似于电流，那么很容易想象出热量可以从所示结或芯片消散的电阻网络在图 1 中。这个网络的总和就是我们所说的器件的结到环境热阻抗 (R θJA )。

用公式 1 进行数学描述，R θJA是通过封装顶部到周围环境和通过封装底部，然后通过印刷电路板 (PCB) 的阻抗的并行总和：

在总计为 R θJA的四个参数中，FET 本身仅规定了两个：R θJB和 R θJT。因为实际上通过 PCB 散热要容易得多，所以 R θJB + R θBA通常远小于 R θJT + R θTA，您可以忽略等式 1 中的后一项。该器件采用 DualCool™ 封装或外露金属顶部。典型 R θJT对于标准的 5mm×6mm 四方扁平无引线 (QFN) 封装，其温度约为 12-15˚C/W，但您可以使用裸露金属顶部和技术将其降低到 2-3˚C/W这使硅芯片更靠近封装的顶部。然而，所有这些都是徒劳的，除非您采用某种技术来降低 R θTA，例如在设备上安装散热器或管理气流。）

当 FET 供应商在数据表中讨论结壳热阻抗 (R θJC ) 时，虽然从技术上讲他们可能指的是 R θJB或 R θJT，但您通常可以假设他们在谈论 R θJB。

图 1：硅结和周围环境之间的电阻网络

因为 R θBA完全取决于电路板条件（PCB 尺寸、铜厚度、层数），所以在不知道 R θBA的情况下不可能知道总 R θJA。无论如何，R θBA将是决定 R θJA的主要阻抗。在实际应用中，对于精心设计的系统，它可以高达 40 ˚ C/W，一直到 ~10 ˚ C/W。FET 供应商只能保证 R θJC，但通常他们会为最坏的情况提供一些 R θJA 。例如，晶体管外形 (TO)-220 或 TO-263 (D2PAK) 数据表列出了测量的 R θJA将设备悬浮在空气中（参见图 2）。另一方面，QFN 器件是在 1 英寸铜和最小铜最小铜板上测量的（见图 3）。数据表中提供的最大值和图 3 所示的最大值比表征中测量的值高 25%。因为它们几乎完全依赖于封装与周围电路板的相互作用，而较少依赖于芯片尺寸或器件内部的热力学，所以它们或多或少是给定封装的行业标准。