芯片温升估算与实际测试

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更新时间：【 2021-12-29 】

芯片温升估算与实际测试
现在设备越来越趋于小型化设计，也就是单位体积下热功耗变大。但是电子产品最大的问题就是温度，大部分的电子用的时间长了，就会发热，电池也会随着使用时间越久，电池就会变得不耐用。

温度过高会使得电子产品的绝缘性能退化，元器件也会渐渐的损坏，材料变得老化。一般而言，过高的温度会使得电阻降低，这也是其的使用寿命会变短的原因。电子产品里面的变压器等其他的材料都会受到高温的影响，性能下降，机械强度也会随之降低，电极电流的增加，使得温度进一步升高，最后使得元器件功能失效。

LDO芯片产品
LDO是我们消费品电子等很多设备中都会用到的器件，因此对这个器件做热计算相关分析。

结温估算
请注意，我们以LM1117芯片，封装为SOT223封装来计算。（封装会影响LDO的热阻大小，热阻会导致器件产生温升）。

RθJA：这个指的是从芯片内部晶圆到空气的热阻大小；

RθJC(top)：这个指的是从芯片内部晶圆到器件上表面的热阻大小；

计算
我们估算是用RθJA来估算的，具体如下：

TJ-TA=RθJA* PD

上式中：

TJ是芯片结温；
TA是环境温度
PD是功耗
例如：LDO的输入是9V，输出是5V，负载电流大小是200mA，环境温度是25摄氏度，则此时的芯片结温估计是？
（1）芯片功耗PD=（9-5）* 200=0.8w 不考虑Iq电流
（2）TJ=TA+RθJA*PD=25+61.6 * 0.8=74.28摄氏度。

基于此，可以计算芯片在125摄氏度或者150摄氏度下的最大功耗是多少。

结温精确测试
我们估算是用RθJC来计算的，具体如下：

TJ-TC=RθJC* PD

上式中：

TJ是芯片结温；
TC是芯片上表面温度
PD是功耗
例如：LDO的输入是9V，输出是5V，负载电流大小是200mA，环境温度是25摄氏度，则此时的芯片结温估计是？
（1）芯片功耗PD=（9-5）* 200=0.8w 不考虑Iq电流

（2）TJ=TC+RθJC*PD=TC+61.6 * 0.8=当前功率下结温。

基于此，再使用热电偶或者红外测试仪测试出来芯片上表面温度TC，就可以计算芯片当前的结温温度。

总述
因为空气扰度等原因，在使用空气计算或者估算芯片结温时误差比较大，因此需要精确计算结温，需要用到芯片上表面温度。
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