二極管,MOSFET管規(guī)格書溫度信息的含義

二極管、MOS管選型時(shí)溫升方面的設(shè)計(jì)考慮，溫度估算算方法當(dāng)我們打開一個二極管或MOS管的規(guī)格書時(shí)，剛?cè)腴T的小伙伴會感到有很多數(shù)據(jù)看不懂，而且不知道是什么意思，它有什么意義？以二極管和MOS管的溫度數(shù)據(jù)為例，下面將簡要介紹一下，當(dāng)我們面臨二極管和MOS管器件選型時(shí)，考慮溫升方面，可用理論計(jì)算來大概確定器件的規(guī)格是否符合要求。以US1J二極管為例，規(guī)格書中的溫度數(shù)據(jù)如下：TypicalthermalresistanceR?jLRgjA2775°C/WOperatingjunctiontemperaturerangeTj-55to+150°CStoragetemperaturerangeTstg-55to+150°C1，Typicalthermalresistance熱阻數(shù)據(jù)中有兩個：R0jL（0是thermal溫度，j是junctionPN結(jié)，L是lead引線的意思），這是引線到結(jié)之間的熱阻。R0jA（A是指ambient環(huán)境的意思），這是器件表層環(huán)境到結(jié)之間的熱阻）。2，operatingjunctiontemperaturerange結(jié)溫范圍。3，storagetemperaturerange，存儲溫度，即器件應(yīng)該在什么溫度下進(jìn)行存放。FIG.1MAXIMUMFORWARDFIG.1MAXIMUMFORWARDCURRENTDERATINGM五山里號口2<M[rod山0貿(mào)山><上圖標(biāo)示，當(dāng)引線或說表殼溫度大于約110°C時(shí)，二極管流過的正向電流會減小。IhlllJEEnoaEVMyoLLEnollJM<-Lhl<J-EM_IhlllJEEnoaEVMyoLLEnollJM<-Lhl<J-EM_這個圖標(biāo)示，流過不同的電流時(shí)，二極管正向壓降也是不一樣的，這個確定正向壓降，在計(jì)算二極管的損耗功率時(shí)可以用上。例如，使用US1J二極管，設(shè)流過平均電流為0.3A，則對應(yīng)管壓降為1.35V左右。二極管上消耗的功率P=0.3A*1.35V=0.405W。再通過R0jL和R0jA，我們可以計(jì)算二極管引腳和環(huán)境溫度到內(nèi)部的結(jié)溫只差。TjL=P*R0jL=0.405*27=10.935°C。TjA=P*R0jA=0.405*75=30.75°C。假設(shè)我先二極管表殼溫度達(dá)到了95°C，現(xiàn)在的環(huán)境溫度為30°C，即溫升為65°C。我要判斷在60°C環(huán)境下二極管是否會超過結(jié)溫，來計(jì)算一下：結(jié)溫=環(huán)境溫度+溫升+TjL=60+65+10.935=135.935°C。結(jié)溫最高為150°C，所以可以使用。一般比較準(zhǔn)確的參考為TjL，測試表殼的溫度，計(jì)算溫升就可以推斷出結(jié)溫。TjA這個環(huán)境溫度并不太好定義或測試。

MOSFET溫升，以STP3N150TO-3PF封裝為例Table2.AbsolutemaximumratingsSymbolParameterValueUnitTO-220,TO-247T網(wǎng)FVdsDrain-sourcevoltageNgs=0)1500I\VGate-sourcevoltage±30V■dDraincurrent(continuous)atTc=25°C2.52.5⑴AIdDraincurrent(continuous)atTq=100&C1.6A'dm⑴Draincurrent(pulsed}10I10⑴ATotaldissipationatTc=25°C14063_二審二二VisoInsulationwithstandvoltage(RMS)fromallthreeleadstoexternalheatsink(t=1s;Tg5，C)3500Vderatingfactor11265LtgStoragetemperature-SOto150°CTJMax.operatingjunctiontemperature150°C上表所示，在TC=25°。時(shí)（case殼溫），MOS管上能散耗的功率為6BW。當(dāng)溫度上升時(shí)，能散耗的功率會衰減。衰減系數(shù)deratingfactor為0.5.即當(dāng)環(huán)境溫度為60°時(shí)，散耗功率衰減了30W。Table3.ThermaldataSymbolParameterTO-220TO247IO-3PFUnit^thj-caseThermalresistancejunction-casemax0.89°C/W^thj-ambThermalresistancejunction-ambientmax62.550V/T1Maximumleadtemperatureforsolderingpurpose300U°CRthj-case為外殼到內(nèi)結(jié)的熱阻，Rthj-amb為周圍環(huán)境到內(nèi)結(jié)的熱阻。假設(shè)流過MOS管的電流有效值為0.6A，RDS（on）最大為9歐姆，則導(dǎo)通損耗P=5.4W，導(dǎo)通損耗造成的溫升Tthj-case=P*Rthj-case=5.4*2=11.8°C。開關(guān)損壞造成的功率可另外計(jì)算，計(jì)算方法稍微復(fù)雜，和MOS管的實(shí)際應(yīng)用有關(guān)。假設(shè)開關(guān)損壞造成的溫升和導(dǎo)通損耗相