絕對最大額定值(溫度特性)
工作溫度范圍
工作溫度范圍是指可維持IC所期待的功能,進(jìn)行正常工作的范圍。
IC的特性會因溫度的不同而發(fā)生變動。
因此,未作特別指定時,25℃環(huán)境下規(guī)定的規(guī)格值不能保證不變。
作為保證溫度范圍的項目,有全溫度范圍保證項目。
這是工作溫度范圍內(nèi)考慮了IC特性變動的規(guī)格值。
最大接合部溫度和保存溫度范圍
最大接合部溫度是指半導(dǎo)體工作的最大溫度。 另外,接合是指PN接合。
芯片溫度高于規(guī)定的最大接合溫度時,在半導(dǎo)體結(jié)晶中生成多個電子孔對,芯片再不可作為元件正常工作。
因此,使用和進(jìn)行熱設(shè)計時,需要考慮IC消耗的功率引起的散熱或環(huán)境溫度。
最大接合部溫度由制造工藝決定。
保存溫度范圍表示IC在不工作的狀態(tài),即無消耗功率的狀態(tài)下保存環(huán)境的最大溫度。
一般與最大接合部溫度的值相同。
容許損耗(總損耗)
容許損耗(總損耗)PD表示環(huán)境溫度Ta=25℃(常溫)時IC可消耗的功率。 IC消耗功率時會自發(fā)熱,因此芯片溫度比環(huán)境溫度高。
由于芯片容許溫度由最大接合部溫度決定,因此,可消耗功率受減熱曲線(降額曲線)限制。
封裝內(nèi)的IC芯片在25℃環(huán)境下的容許損耗由容許溫度(最大接合部溫度)與封裝的熱電阻(散熱性)決定。
而接合溫度的最大值由制造工藝決定。
IC的功率消耗產(chǎn)生的熱通過封裝的模具樹脂或引線框等散熱。
表示該散熱性(散熱難易度)的參數(shù)被稱為熱電阻,用符號θj-a[℃/W]表示。
可根據(jù)該熱電阻推測封裝內(nèi)部的IC溫度。
下圖表示封裝的熱電阻模型。θj-a表示芯片-外殼(封裝)間的熱電阻θj-c與外殼(封裝)-外部間的熱電阻θc-a之和。
只要知道了熱電阻θj-a、環(huán)境溫度Ta、消耗功率P的值,就可通過下式求出接合溫度。
Tj = Ta + θj-a × P [W]
下圖表示減熱曲線(降額曲線)的示例。
該曲線是表示在某環(huán)境溫度下IC可消耗多少功率的圖,表示IC芯片在不超出容許溫度的范圍內(nèi)可消耗的功率。
例如可考慮MSOP8的芯片溫度。
該IC的保存溫度范圍為-55[℃]~150[℃],因此芯片的最大容許溫度為150[℃]。MSOP8的熱電阻為θj-a≒212.8[℃/W],該IC在Ta=25[℃],消耗0.58[mW]的功率時,接合溫度為
Tj = 25[℃] + 212.8[℃/W] × 0.58[W] ≒ 150[℃]
可以發(fā)現(xiàn),由于已達(dá)到芯片的最大容許溫度,因此不能消耗更大的功率。 減熱曲線的每1[℃]的減少值由熱電阻的倒數(shù)決定。
此處,SOP8 : 5.5[mW/℃] SSOP-B8 : 5.0[mW/℃]
MSOP8 : 4.7[mW/℃]。
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