功率半导体器件的热阻介绍(2)
散热器热阻Rθs-a是散热器与环境之间的热阻，它的大小主要取决于散热器表面面积的大小、发黑率、结构形式、安装方式、周围环境及散热器的材料诸因素。安装方式有；平放、垂直放、侧放三种。型材散热器以垂直放置为最佳；叉指型散热器以平放最好
散热器热阻Rθs-a可用下式计算：
散热器热阻Rθs-a与散热器面积的关系，目前多是从实际测量中获得，下图给出这两者之间的关系。
Rθs-a的大小是选配散热器的主要依据。下面通过一些实例来说明热阻Rθs-a的计算方法。
例 某开关电源采用3DD63功率晶体管作为开关器件，已知：Pcm＝50w，Ta＝25℃，Rθc-s＝0.1℃／W。求需要选配热阻Rθs-a为多大的散热器?
解：由手册查出3DD63的Tj＝175℃；Rθj-c＝2℃／W。由上式得：
再将Rθj-a、Rθj-c之值代入式中得：
从表中选取出型材散热器XC768-2，50W，长度为140mm，其热阻为0.8℃／W，直接装上晶体管3DD63，并在接触表面涂上硅油就能满足要求。
在进行热阻Rθs-a计算时，有时会遇到所选的功率晶体管结至管壳间的热阻Rθj-c在产品目录或手册上查不到。此时，可根据目录或手册上给出的晶体管集电极最大允许耗散功率Pcm。一栏的测试条件中给出的测试时的管壳温度Tc之值，求出热阻Rθj-c之值。
例 要求计算功率晶体管3DD275结至管壳的热阻Rθj-c之值。
解：由产品目录查出3DD275的Pcm＝300W；其测试条件中的Tc＝75度；Tjm＝175度。
将已知数据代入式中得：
功率晶体管在使用过程中，如果因散热条件或环境条件恶劣致使管的壳温超过测试条件所给的壳温Tc值时，则此时晶体管的最大允许功耗Pcm和壳温的关系，可近似认为随着管壳温度又的上升，Pcm应线性降低。只有这样，才能保证晶体管安全地工作。Pcm随壳温Tc上升而下降的速率也是其下降直线的斜率，其值就是晶体管结至壳的热阻Rθj-c之值。把晶体管的允许功耗Pc和壳温Tc的关系画成一条曲线，这条曲线称为晶体管的功率负荷曲线。3DD171晶体管的功率负荷曲线如图下所示。由图可见，管壳温超过测试条件中所规定的75℃时，壳温每升高1℃，晶体管的最大允许功耗Pcm必须降低2W使用，才能保证其安全工作。功率负荷曲线的下降斜率就是3DD171晶体管结到壳的热阻从Rθj-c=0.5℃／W。因此，如果遇到晶体管的产品目录或手册中没有给出Rθj-c的数值时，可通过其给出的功率负荷曲线，求出其下降斜率来求热阻Rθj-c的数值。
功率二极管的产品目录或手册上，生产厂家一般不给出二极管结至壳的热阻Rθj-c之值。但二极管允许的正向电流Ip和壳温Tc的关系曲线即温度负荷曲线如下图所示，通常在产品目录或手册上都可查到。因此和晶体管一样，也可通过温度负荷曲线，求出该曲线的下降斜率，把该斜率再除以二极管导通时的正向压降Uf，得出之值就是功率二极管结到壳的热阻Rθj-c。
如果在产品目录或手册上查不到功率二极管的温度负荷曲线时，也可根据产品目录或手册上给出的正向电流If测试条件中的壳温Tc值按下式求出功率二极管结到壳的热阻Rθj-c即
