芯片工作温度的计算.docVIP

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经常在看芯片手册的时候会看到芯片的工作温度,存储温度以及结温,不是非常了解这些温度的测试标准以及具体含义,下面梳理一下这些温度的具体意义,主要参考《JEDECEIA/JESD51-XSeriesStandards》标准。

1.????参数基本定义

TJ:芯片结温(Diejunctiontemperature,°C)

TC:芯片封装表面温度(Packagecasetemperature,°C)

TB:放置芯片的PCB板温度(Boardtemperatureadjacenttopackage,°C)

TT:芯片封装顶面中心温度(Topofpackagetemperatureatcenter,°C)

TA:芯片周围空气温度(Ambientairtemperature,°C)

qJA:硅核到周围空气的热阻系数(Thermalresistancejunction-to-ambient,°C/W)

qJC:硅核到封装表面的热阻系数(Thermalresistancejunction-to-case,°C/W)

qJB:硅核到PCB板的热阻系数(Thermalresistancejunction-to-board,°C/W)

YJB:硅核到PCB板的特征参数(Junction-to-boardcharacterizationparameter,°C/W)

YJT:硅核到封装顶部的特征参数(Junction-to-top(ofpackage)characterizationparameter,°C/W)

P:设备功耗(Powerdissipatedbydevice,Watts)

2.????温度测量及结温计算

下图是热阻计算公式的总结,通过下面的公式,可以通过手册中的可获取的参数,计算得到芯片工作的实际结温。

图1?热阻计算公式总结

2.1?TA测量及TJ计算器

图2?TA温度测试点

热阻计算公式:qJA?=(TJ-TA)/P

公式变换:TJ?=TA?+qJA*P

2.2?TC测量及TJ计算器

一般TC温度测试点有三种情况:

图3?顶面导电封装

图4?顶层导电封装

图5?底层导电封装

热阻计算公式:qJC=(TJ-TC)/P

公式变换:TJ?=TC?+qJC*P

2.3?TB测量及TJ计算器

3.1?有绝缘层测试

图6??TB?PCB板测试点(有绝缘层)

热阻计算公式:qJB=(TJ-TB)/P

公式变换:TJ?=TB?+qJB*P

3.1无绝缘层测试

图7?TB?PCB板测试点

热阻计算公式:YJB=(TJ-TB)/P

公式变换:TJ?=TB?+YJB*P

图8??YJT测试方法

热阻计算公式:YJC=(TJ-TT)/P

公式变换:TJ?=TT?+YJC*P

?

Eg:

????比如一个芯片热阻:qJA=55°C/W,测试得到工作环境温度:TA?=+35°C,工作功耗:P=0.6W

则可以计算结温:TJ=35°C+(55°C/W*0.6W)=68°C

注:一般要求TA不要超过手册要求,结温也要低于手册要求并要留有余量(10~15°C为宜)

?

????下面看一下实际数据手册的数据,要保证芯片安全温度的工作,环境温度TA应该满足在-10~70°C范围内,并且最后计算出来的结温应该低于120°C(留有15°C余量)。

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