芯片工作温度的计算.docVIP

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）。