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2.4.2 LFPAK封装的热特性
当安装到PCB时,MOSFET的热特性依赖于两个参数[42]。
1. 与安装基座连接的热阻Rth(j-mb)
数据表中,LFPAK封装和TO-220封装的Rth(j-mb)通常为0.5~2K/W,取决于硅芯片的尺寸,通常随硅芯片尺寸的减小而增大。
2. 将基座安装到环境中的热阻Rth(j-a)
TO-220器件使用热阻Rth(j-a)。LFPAK器件没有使用这个值。对于TO-220器件,Rth(j-a)表示MOSFET结和环境之间的热阻(未连接到散热器)。由于可以在没有散热器的情况下安装和使用TO-220器件,所以Rth(j-a)可用于计算独立式TO-220器件的结温和最大允许功耗。
对于LFPAK器件,MOSFET与漏极连接的电路依赖于MOSFET被焊接到的PCB,所以LFPAK MOSFET本身的热阻Rth(j-a)无意义,无法测量。
热阻可以近似表达为(忽略MOSFET的任何辐射和对流损耗)
Rth(j-a) = Rth(j-mb) + Rth(mb-a) (2-13)
由于Rth(j-mb)通常约为1K/W,因此热特性由PCB Rth(mb-a)的热阻主导,差异很大,可以比Rth(j-mb)大40~100倍。
图2-53显示了单个LFPAK MOSFET安装在40mm×40mm FR-4 PCB上的Rth(j-a)[42]:热特性取决于铜焊盘尺寸以及PCB中铜层的数量和类型。如图2-54所示,在层1和层4之间使用散热通孔,可以优化LFPAK器件的热传导。
图2-53 单个LFPAK MOSFET安装在40mm×40mm FR-4 PCB上的Rth(j-a)
图2-54 使用散热通孔优化LFPAK器件的热传导